
- •Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
- •Содержание
- •1 Введение
- •Новые технологии и общественный риск
- •Физика реактора
- •Деление ядра 236u после захвата нейтрона ядром u235. Возникающая при этом деформация приводит к разрыву ядра
- •Спектр нейтронов деления
- •Сечения деления чётно-чётных изотопов урана и тория
- •Зависимость сечений деления и радиационного захвата естественной смеси изотопов урана от энергии нейтронов Среднее число нейтронов при делении тепловыми нейтронами
- •Выделение энергии при цепной реакции деления При одном акте деления выделяется около 200 МэВ 3,1*10-11 Дж.
- •Радиоактивность
- •Виды радиоактивного распада
- •Прохождение излучения через вещество
- •Устройство ядерного энергетического реактора
- •Принципиальные причины опасности ядерных реакторов:
- •Условия возникновения и развития цепной реакции деления. Коэффициент размножения.
- •Где sf и sa - микроскопические сечения деления и поглощения
- •Сечения поглощения и деления для тепловых нейтронов
- •Захват n0 в уране приведет к испусканию Noh быстрых нейтронов в
- •Замедление и диффузия нейтронов в реакторе. (нужна для вычисления p)
- •Тепловые нейтроны
- •Описание месторождения
- •Вероятность избежать резонансного поглощения
- •Функционирование
- •Нестационарный ядерный реактор Уравнения кинетики и реактивность.
- •Точечная модель кинетики реактора
- •Обратные связи по реактивности
- •0 5 10 20 30 T часы
- •Управление реактором
- •Тепловыделение и отвод тепла в ядерных реакторах
- •Механизмы переноса тепла
- •Теплоотдача
- •D Tжид Tстен
- •Неуправляемая цепная реакция.
- •Почему прекратилась сцр ?
- •Ядерная энергетика и окружающая среда
- •238U (период полураспада 4,47109 лет),
- •232Тh ( период полураспада 1, 411010 лет ),
- •235U (период полураспада 7,04108лет).
- •Космогенные радионуклиды.
- •Ядерный топливный цикл
- •Уровни загрязнения почвы за счёт деятельности аэс не отличаются от загрязнений от глобальных выпадений Пример комбината «Маяк»
- •1970 Г 90Sr в донных отложениях до 108 Бк/г, a-активность до 105 Бк/г
- •2000 Г 90Sr, 137Cs в воде - 2104 Бк/г, a-активность 1102 Бк/г
- •Л10 13 05 13 (понедельник!)
- •155 Лейкозов, из которых 50 радиационных;
- •55 Раков щж, из которых 12 радиационных:
- •26 МГр/год (допустимая доза професcионалов 20 мГр/год)
- •Ядерная энергетика и общественный риск
- •Число несчастных случаев в России на 1000 занятых в 1999
- •Офэкт - Гамма камера
- •Сцинтилляционные детекторы с кристаллом NaJ(Tl)
- •Позитронно-эмиссионная томография (пэт)
- •Принцип пэт
- •Пэт камера Принцип конструкции
- •Сцинтилляторы
- •Электроника
- •События, регистрируемые камерой пэт
- •Размеры отдельного кристалла
- •Пример изображения
- •Типы ускорителей заряженных частиц и принципы их работы.
- •Рентгеновская трубка
- •Ускорители прямого действия
- •Циклические ускорители
- •Циклотрон
- •Фокусировка.
- •Ip внутри камеры - единицы мА и ограничивается условиями теплосъема. С нее. Выводится 10—20% Ip,
- •Синхротрон и изохронный циклотрон
- •Синхротроны
- •Линейные ускорители (лу)
- •Линейный ускоритель электронов (луэ)
- •Общий вид линейного ускорителя электронов луэр-20м
1970 Г 90Sr в донных отложениях до 108 Бк/г, a-активность до 105 Бк/г
2000 Г 90Sr, 137Cs в воде - 2104 Бк/г, a-активность 1102 Бк/г
После закрытия акватории остаются загрязненные подземные воды. Cкорость разгрузки 90Sr в реку Мишеляк возрастает и стабилизируется к 2070г на 33 МБк/сут.
В реку Теча за всё время сброшено около 1017Бк.
Сбросы в моря: Франция и Англия сбросили более 1017 Бк.
Транспортировка радиоактивных веществ.
Транспортировка руды, рудных концентратов, продуктов, производимых в процессе переработки руды в топливо не представляет опасности
Конструкция контейнеров для перевозки предусматривает их неразрушаемость в экстремальных условиях (при высоких температурах, падении с большой высоты на бетонные покрытия ).
Л10 13 05 13 (понедельник!)
Воздействие на окружающую среду различных способов генерации энергии
По уровню заболеваемости уголь ( угольная пыль в шахтах) на первом, ядерная энергетика на 20 месте из всех индустриальных занятий в РФ. От 15 до 20 млн. живут под воздействием угольных ТЭЦ, что увеличивает смертность на 3-4%.
Отходы при сжигании органики в РФ: 200 Мт СО2, 100 Мт окислов серы, 70 Мт окислов азота, 60 Мт аэрозолей и 40 Мт твердых отходов. Потери нефти при добыче и транспортировке (5105 км трубопроводов) огромны (более 2106 т ежегодно).
Среднемировые концентрации радионуклидов в углях находятся
в диапазонах Бк/кг: 140-850 для 40К;17-60 для 226Ra; 11-64 для 232Th.
Выбросы радионуклидов в атмосферу в угольном топливном цикле
много больше, чем в ядерном.
Риск смерти на 10000 занятых в РФ: средний по промышленности 1.3, в угольной – 4.3, в ядерной – 0.8, при чём в последней радиационная составляющая – 0.4% !, а основное – строительство.
Вклад предприятий атомной отрасли в суммарное облучение населения
составляет 0,1 процента.
Для диапазона малых доз облучения (0-0,1 Зв) радиационный риск онкозаболеваний статистически не значим. Средняя накопленная доза персонала Росатома попадает в этот диапазон малых доз облучения.
.
Радиоактивные загрязнения при испытаниях ядерного оружия.
Первая атомная бомба взорвана 16 июля 1945 г в США. Первая в СССР 29 августа 1949 г.
США проводили испытания на территории штатов Невада, Аляска и Миссисипи, на Гавайских и Маршалловых островах, в Полинезии. СССР испытывал ядерное оружие на Семипалатинском и Северном полигонах, Франция - на островах Полинезии и в Сахаре, Англия — в Австралии. Китай произвёл первое испытание 16.10.1964 в пустыне Лоб Нор.
В мае 1998 г. сначала Индия, а затем Пакистан провели серию подземных ядерных взрывов малой мощности. Всего более 1,5103 взрывов.
И США, и СССР проводили войсковые учения с применением ядерного оружия (8 учений с 1946 по 1957г.) В Советском Союзе такие учения проходили дважды — в 1954 г. на Тоцком полигоне и в 1956 г. на Семипалатинском полигоне.
На долю первого термоядерного взрыва (слойка) за все время ядерных испытаний в Семипалатинске приходится 82% стронция-90 и 75% цезия-137.
Глобальные радиоактивные выпадения, обусловленные испытанием ядерного оружия, (в верхних слоях почвы 20-80 Бк/кг 90Sr и 30-120 Бк/кг 137Cs) формировали эффективную дозу за счет внутренних (90Sr,137Cs) и внешних (в основном 137Сs) источников облучения, равную, примерно, 20-25 мкЗв/год ( это в 1975-1976 гг. ).
Взрыв 1 Мт - 3.21026 14С Скорость образования в атмосфере -3,41026 ат/год
В СССР с 1968 по 1988 г было проведено 116 «мирных» подземных ядерных взрывов с целью сейсмического зондирования, интенсификации добычи нефти и создания подземных хранилищ. Проектировалось 250 ! взрывов для переброски воды с севера на юг. Предполагалось уничтожать хим. оружие > 40 тысяч тонн.
Задача 1.20. Определить активность и массу 90Sr, при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 10 кТ и 50Мт ТНТ.
Принять xSr =5,9% T1/2 (90Sr) = 28.6 лет
с = 103 кал/г ТНТ:
Аварии
Аварийная АЭС.
Задача 1.21 Оценить максимальную накопленную активность в АЗ ВВЭР- после 1 года работы
Энерговыделение за счёт продуктов деления Q = 0,07W
Пусть энергия на распад E= 1МэВ
Активность A = Q/E =710-2* 3109/ 1,610-13 = 1,31021Бк
Через 1 сутки A* = A/t0,2 = 1*1020Бк= 3103 МКи
Для современных реакторов с водой под давлением типа ВВЭР-1000 вероятность аварии с расплавлением активной зоны и выбросом радиоактивности во внешнюю среду оцениваться величиной
510-6 /реакторгод. 400 реакторов 30 лет = 1,2 104 реаклет, вероятность 1,2104 510-6 = 0,06, наблюдалось 3 (Three mile island, Чернобыль, Фукусима) – вероятность = 3/ 30400 = 2,510-3/реакторгод
Авария на 4 блоке Чернобыльской АЭС
Авария на ЧАЭС 26.04.86 -190 т UO2 2% обогащением и 1769 т графита. Накопленная активность 6,81020 Бк . 135 т топлива осталось в нижней части реакторного блока. АЗ полностью разрушена, замедлитель загорелся.
116 тыс. эвакуированных из 30 км зоны с дозами от 10 до 20 мЗв. Йодная профилактика запоздала. У 134 чел персонала была лучевая болезнь, 28 умерли. 250 тыс. были ликвидаторами. Вопреки рекомендациям ICP в 1991 г территории с проживанием 7 млн. были назначены загрязненными. В брянской области чернобыльские выпадения создают 10% коллективной дозы. После 15 лет наблюдений среди ликвидаторов: