Источники ионизирующих излучений.

Генерирующие источники представляют в случае аварии наименьшую опасность, чем радионуклидные, так как отключение электропитания при аварии автоматом прекращает и генерацию излучения. Все же, необходимо подразумевать, что в ряде всевозможных случаев (ускорители с большой энергией либо ускорители, созданные для выработки радионуклидов) прекращение работы генерирующих источников не значит полного отсутствия излучений, так как Источники ионизирующих излучений. в оборудовании могут остаться наработанные радионуклиды.

В текущее время самую большую опасность представляют аварии на бессчетных эксплуатирующихся по всему миру АЭС с реакторами на неспешных нейтронах. Работа этих реакторов базирована на существовании цепных реакций деления, основанных на захвате нейтрона ядром атома с следующим распадом ядра с испусканием 1-го Источники ионизирующих излучений. либо нескольких нейтронов.

К примеру, при захвате нейтрона ядром урана-235 нейтрон поглощается. Образовавшееся новое ядро становится возбужденным и расщепляется, происходит деление ядра на два осколка, при всем этом фактически одномоментно (в течение приблизительно 10 -14 секунд) испускаются 2—3 новых нейтрона. Эти осколки так же нестабильны и являются очень радиоактивными, т. к. владеют излишком нейтронов Источники ионизирующих излучений.. Дальше, в продолжение нескольких 10-ов секунд, эти осколки испускают свои лишниие нейтроны, которые именуются запаздывающими. Некие нейтроны в ядрах этих осколков перебегают в протоны, что приводит к образованию новых изотопов. Нейтроны, которые испускаются в процессе деления ядра, в свою очередь, вызывают расщепление других ядер с выделением дополнительных Источники ионизирующих излучений. вторичных нейтронов. Конкретно получение вторичных нейтронов и позволяет развиваться цепной реакции деления, подобно тому, как выделяемое при горении тепло поддерживает предстоящее развитие этого горения.

Малая масса делящегося вещества, нужная для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления, носит заглавие критичной массы. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества больше единицы Источники ионизирующих излучений. либо равен единице. Размеры, надлежащие критичной массе, также именуют критичными.

Величина критичной массы находится в зависимости от параметров вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, также от окружения. К примеру, наличие отражателей нейтронов может очень уменьшить критичную массу.

В ядерной энергетике параметр критичной массы Источники ионизирующих излучений. является определяющим при конструировании и расчётах самых различных устройств, использующих в собственной конструкции разные изотопы либо консистенции изотопов частей, способных в определенных критериях к ядерному делению с выделением колоссального количества энергии. К примеру, при проектировании массивных радиоизотопных генераторов, в каких употребляются в качестве горючего уран и ряд трансурановых Источники ионизирующих излучений. частей, параметр критичной массы ограничивает мощность такового устройства. При расчётах и производстве ядерного и термоядерного орудия параметр критичной массы значимым образом оказывает влияние как на конструкцию взрывного устройства, так и на его цена и сроки хранения. В случае проектирования и строительства атомного реактора, характеристики критичной массы также ограничивают Источники ионизирующих излучений. как малые, так и наибольшие размеры грядущего реактора.

Более всераспространенными являются реакторы, использующие уран в качестве горючего. Природный уран состоит из трёх изотопов: U-238 (99,282 %), U-235 (0,712 %) и U-234 (0,006 %). Он не всегда впрямую подходящ как ядерное горючее, в особенности если конструкционные материалы и замедлитель активно поглощают нейтроны. Потому в обыденных энергетических Источники ионизирующих излучений. реакторах атомных электрических станций в качестве горючего употребляется обогащённый уран - тот же природный, но с завышенным до нескольких процентов содержанием U-235.

В энергетических реакторах на термических нейтронах употребляют уран с обогащением наименее 6 %, а в реакторах на стремительных и промежных нейтронах обогащение урана превосходит 20 %. Обогащённый уран получают на особых обогатительных Источники ионизирующих излучений. заводах.

Источник энергии на АЭС – реакция деления ядер U-235 под действием неспешных нейтронов, ее энергетический выход около 200 МэВ:

.

Начальное ядерное горючее – ( 4,5·109 лет), обогащенный до 4-5 % ( 7,1·108 лет). При делении ядер урана появляется выше 150 видов осколков . Более возможно возникновение неодинаковых – “томных” и “легких” осколков, массы которых относятся как :3 – рис. 1.20, где по вертикальной оси отложена Источники ионизирующих излучений. возможность возникновения осколков.

Осколки деления перегружены нейтронами и радиоактивны, ядра перебегают в размеренное состояние, претерпевая поочередно несколько бета-распадов:

,

где - бета-частица; - антинейтрино.

Образующиеся в итоге бета-распада ядра находятся в возбужденном состоянии, переход их в основное состояние сопровождается испусканием гамма-излучения (именуемого осколочным) с энергией до Источники ионизирующих излучений. нескольких мегаэлектронвольт. Схема распада определяет энергию сопутствующего осколочного гамма-излучения.

Радиоактивный распад описывается законом:

, (2.1.1)

где – изначальное количество ядер (при ); – неизменная распада, с-1; – период полураспада – время, за которое распадается половина исходного количества ядер, с, .

Период полураспада разных ядер – товаров деления урана составляет от единиц секунд до сотен тыщ лет, к Источники ионизирующих излучений. примеру, криптон – c; йод – суток; цезий – лет.

Схема распада и период полураспада являются чертами данного радиоактивного ядра.

Таким макаром, при работе реактора начальное ядерное горючее преобразуется в фактически равное по массе радиоактивное отработанное ядерное горючее (ОЯТ). Схема ядерного топливного цикла приведена на рис.1.19.


Принципиальной совокупной чертой радиоактивного источника, учитывающей Источники ионизирующих излучений. особенности ядра (неизменная распада ) и количество ядер , т. е. их массу, является активность.

Активность источника – это число распадов ядер источника в единицу времени:

. (2.1.2)

Единица активности – беккерель (Бк): 1 Бк = 1 с-1. Внесистемная единица – кюри (Ки), 1 Ки = 3,7·1010 Бк.

Вследствие распада активность источника со временем миниатюризируется:

, (2.1.3)

где – исходная активность.

Для оценки степени загрязнения радионуклидами массы вещества Источники ионизирующих излучений., объема либо поверхности употребляют соответственно величины: активность удельная , Бк/кг; активность большая , Бк/м3; активность поверхностная , Бк/м2:

; ; , (2.1.4)

где и – масса и объем вещества, в каком находятся радионуклиды активностью ; – площадь поверхности, грязной радионуклидами активностью .


istinnij-lunnij-uzel-v-deve-24-glava.html
istinnij-lunnij-uzel-v-deve-7-glava.html
istinnij-rabotnik-sveta-primer.html