Подводные лодки. Особенно желтые.

Надо понимать процессы, который протекают в этих ядерных реакциях. Что за проблема?

Активность измеряется в Беккерелях. 1Бк = 1 распаду/секунду. (СИ)

1 Ku = 3,7*10¹⁰ Бк. Вот, что следует сказать об активности.

U(238,235) распадаются на новые ХЭ - Po и Ra.

После исследований Мари Складовской и Пьера, Кюри открыли искусственную радиацию, позволившую установить b-расспад и открыли позийтрон и электронный .

Из обего числа известных радонуклидов лишь порядка 272 - стабильны. Остальные - радиоактивны. Лишь малая часть - придродные.

Природа рентеновских лучей довольно проста - это ЭМ волны с длинной волны от 10^-14 до 10^-7 нм. В чем разница между рентгеновскими и ионизирующими излочениями.

Радиоактивность. Под воздействием эл. тока они распадаются на два потока - с зарядом + и с зарядом -. И являются, соответственно, альфа и бетта частицами, но с разными массами. Вот, что было установлено при исследовании ионизирующих излученияй радионуклидов. Позднее был обнаружен и третий компонент радоиационного излучения, и его назвали гамма-излучением. Эли лучи были очень похожими на рентгеновские. Но энергия рентгеновских лучей меньше 100 КэВ, а энергия гамма-лучей больше 100 КэВ. Энергия говорит о том, что данные лучи обладают большей проникаюей способностью.

Открытие рентгеновских лучей позволили иначе взглянуть на мир. Разработали новые способы изучения энергий. В целом изменились предстваления и сзгляды человека на окружаюую среду.

Альфа частицы являются, соответственно, потоком положительных частиц - ядер гелия. Бета частицы - поток электронов.

Итак, в начале 20 века ученые сделати 4 важных вывода.

1) Радиоактивность - свойство атомов.

2) Радиоактивные элементы уран, радий, поллоний, торий встречаются в одном месте в земной коре.

3) Радиоактивность урана - явление постоянное и практичски не ослабевает во времени.

Период полураспада урана 238 - 4,5 * 10⁹ лет. Для урана 235 - 7 * 10⁶лет

4) Радиоактивное излучение состоит аз альфа, бета и гамма лучей.

Что такое альфа распад?

Альфа распад - излучение ядрами ХЭ альфа частиц или же ядер гелия. Альфа распад является свойством тяжелых ядер с массовыми числами свыше 200. А если сделать оценку ХЭ с этой массой, то можно сказать, что им соответствуют ХЭ с номером выше 82. Образовавшиеся альфа частицы подвержены большому действию Кулоновских сил отталкивания, чем протоны. Альфа частицы, таким образом, испытывают меньшее ядерное притяжени, чем нкулоны (протоны, нейтроны.) Скорость фльфа частиц, вылетающих из ядра, составляет 1*10⁷ м/c, а энергия альфа частиц равна нескольким МэВ.

Что такое бета распад?

Бета распадом называют распад, протекающий при радиационном распаде с образованием электронов, позейтронов. Сюда же относятся К-захват. Бета распад может сопровождаться испусканием гамма-лучей. И причиной возникновения гамма лучей является образование дочерних ядер, не только в основном состоянии, но и в возбужденном.

Что такое гамма излучение?

Гамма излучение не относится к самостоятельному виду радиоактивности, А является основной формой уменьшения энергии возбужденного дочернего ядра. При этом возбужденное дочернее ядро переходит в основное стабильно состоянии. Гамма лучи являются коротковолновыми волнами ЭМ излучения с длиной волны, не превышающей 10^-2нм. Для природных радонуклидов такого излучения не существует.

Модель атома.

В 1902 году Резерфорд и его ученик показали, что радиактивность является следствие произвольного, спонтанного распада атома, в результате которого образуется новый ХЭ. Этот факт указывае на сложный состав атома, а с другой стлороны на обность структур разных атомов. К этому моменту было ясно, что атомы составляют сложную электрическую систему, имеющую размер 10^-8 см.

Атом состоит из положительно заряженного ядра, диаметр ядра равен 10^-12-10^-13 см, что значительно меньше, чем обий размер атомной структуры.

Поскольку атом - нейтральная частица, а ядро заряжено положительно, то электроны имеют отрицательный заряд, что в сумме дает нейтральность. В атоме вместо ньютоновских сил тянотения дествуют кулоновские силы притяжения, кторые уравновешиваются с центрабежными силами, возникающими при движении электронов.

Постулаты Бора.

1) Электрон в атоме может устойчиво двигаться по строго установленным разрешенным орбитам.

2) При движении по разрешенным орбитам электрон не излучает никакого ЭМ излучения. (Не очень-то вяжется с классической электродинамикой)

3) Излучение происходит при переходе электрона с одной орбиты на другую скачкообразно. Энергия испускаемая при переходе с одной орбиты на другую равна разности энергий электрона на начальной и конечной орбитах.

Эти постулаты позволили понять, каким образом можно получить энергию при излучении.

Элементарные частицы

Первой элементарной частицые, открытой Томсоном, был электрон.

Заряд электрона е = 1, 602*10^-19 Кл

Масса электрона m_e = 9,11 * 10^-28 г.

Резерфорд открыт протон - ядро водорода. Его масса превышала массу электрона примерно в 1800 раз.

Масса протона m_p = 1,67239*10^-28г.

Масса нейтрона m_n = 1,67482*10^-28г.

Была составлен новая модель атома, согласно которой каждый атом состоит из ядра, число протонов в котором равно сумме положительных зарядов. Наряду с протонами в ядро входят нейтроны.

Нейтроны - это движущая сила процессов распада ядер. Число нейтронов нормальных элементро равно разнице между значениями массы ядра и числа протонов.

В последствии еще были найдены частицы-антиподы: нейтрино и айтинейтрино, позейтрон.

Что касается нейтрино и антинейтрино, они образуются при превращении протона в нейтрон. При преобразовании нейтрона в протон - образуются антинейтрино. Наряду с этим образуются электрон и позейтрон. Стал вопрос, каким образом происходят все эти превращения?

В настоящее время в качестве стандарта для опеределения массы соответственно того или иного элемента или другого нуклида используется масса стабильного углерода - 12 а.е.м.

Таким образом, атомная еденимца массы а.е.м. равна 1/12 массы стабильного углерода.

Она равна 1,661*10^-27кг.

Все это позволяет, наконец, посчитать массы протона и нейтрона.

Масса протона через 1 а.е.м. равна 1,007277 а.е.м.

Масса нейтрона через 1 а.е.м. равна 1,00866 а.е.м.

Масса электрона равна 0,0005486 а.е.м.

Эти значения позволят нам посчитать ядерные силы, соотвтственно, в ядре. Так можно вычислить массу любого атома в периодической системе. Раз можно вычислить массу, то можно посчитать и энергию связи ядра.

Небольшие ядра меньше перегружены нуклонами, поэтому ядерные силы в них больше. Этим можно объяснить и устойчивость тяжелых ядер.

Найдем массу ядра гелия:

m = Np*mp + Nn*mn

Расчет показывает, что масса расчетная меньше фактической! Она составляет 0,03 а.е.м. В таком случае говорят, что имеется деффект массы. Недостаток. Он взят Богом в виде энергии. Этот деффект массы показывает так же на сколько прочно связаны частицы в ядре, а так же сколько энергии, соответственно, веделилось при образовании ядра из отдельных нуклонов.

Чтобы посчитать энергию, нужно воспользоваться формулой Эйнштейна, показавшего связь массы и энергии: E = mc².

Чтобы посчитать всю энергию, нужно знать вклад энергии одной а.е.м.

1 а.е.м. = 931 МэВ!

Деффект массы дает энергию 0,03*931 МэВ. Что равно 28 МэВ, что дает по 7МэВ на нуклон в ядре.

Для сравнения, если говорить о химической связи, то на один атом приходится лишь 2-5 эВ. То есть ядерные реакции в миллионы раз мощнее химических.

Закон радиоактивного распада

18.02.2013

Радиоактивный распад вызвает непрерывное уменьшение числа радиоактивных атомов.

Закон радиоактивного расада был установлен в 1903 году Пьером Кюри. Закон гласит: излучение любого количества радиоактивного вещества или элемента ослабевает вдвое в строго определенный для далнного элемента промежуток времени, называемым период полураспада T_1/2. Таким образом, период полураспада, соответственно, характеризует время, в течение которого распадается ровно половина первоначального числа ядер. ЭТо свидетельствует о том, что радиоактивный распад является процессом статическим, вероятность распада данного радионуклида постоянна, и не зависит от присутствия или отсутствия других радиоактивных ядер. Следовательно, скорость, с которой распадаются эти элементы или ядра, зависит, прежде всего, от их количества в данный момент времени. Можно выразить следующим соотношением:

dr/dt = - лямбда*N.

Проинтегрировав это соотношение, получим число распавшихся ядер за время t:

N = N₀*e^{-лямбда*t}. За N₀ берем число ядер в нулевой момент времени.

К периоду полураспада это выражение выглядит так:

1/2 N = N₀*e^{-лямбда*T}

ln2 = лямбда * T_0,5.

Получаем, что T_1/2 = 0,693/лямбда

Радиоактивные атомы различных массовых чисел и различных атомных номеров имеют различные периоды полураспада. Каждый радионуклид имеет продолжительность жизни 10 периодов полураспада. Превращение одного атома никак не влияет на превращение соседнего атома. То еть процессы распада атомов протекают абсалютно независимо друг от друга. Их невозможно ниодним из факторов изменить. В отличие от химических отравляющих веществ, радиоактивные вещества и биологические нельзя обезопасить ни химическими реакциями, ни физической обработкой. Можно лишь слегка снизить эффекты.

Каким образом радионуклиды воздействуют на окружающую среду и какими свойствами еще обладают?

Активностью радионуклида называют число ядер, распадающихся в единицу времени. Обозначается А.

А = |dN|/dt = лямбда*N

А₀ = N₀*лямбда

А = А₀ * e^{-лямбда*t} . Во как.

Закон радиоактивного распада используется в настоящее время в виде, соответственно, атомных весов. В 46-м году было предложено использовать закон радиоактивного распада в качестве получения информации о возрасте того или иного вещества. Это было сделано, используя C¹⁴.

При измерении активности радиоактивного образца, ее соотносят к массе, поверхности, объему или же длине.

Удельной активностью при этом считают объемную, поверхностную, массовую...

Ещиницей активности в этом случае является 1Бк. Один Бк соответствует, соответственно, одному распаду в секунду.

Внесистемной единицей измерения активности является 1 Кюри (Ku).

1 Ku = 3,7*10¹⁰Бк. (соответствует, соответственно, активности одного соответственного грамма Радия в урановой руде.)

По известной активности А₀ можно всегда рассчитать его массу! Расчет массы по активности производится по следующему уравнению:

m = A₀*k*T_1/2*A^m

Это универсальное уравнение, связывающее массу (в граммах) с активностью и периодом полураспада ( в секундах ).

k - коэф.

Для Активности в Бк он равен 2,4*10^-24 .

Для Ku он равен 8,88*10^-14 .

A^m - атомарная масса радионуклида.

Соответственно соответственно, не сложно произвести обратный расчет. Зная массу и период полураспада элемента, можно рассчитать его активность.

А₀ = l*m/A^m*T_1/2 . Где l = парамет, обратный k.

То в этом случае происходит падение масси и по периодом полураспада можно составить кривую распада, и она будет выглядеть таким образом:

В пределах ошибки большинства определений можно считать, что за период времени в 10 раз больше, чем период полураспада конкретного радионуклида последний распадается нацело. Накопления в обхекте дочерних новых радионуклидов за период времени, в 10 раз превышающий их период полураспада, наступает равновесие между исходными и образующимися элементами.

lg(N₀/N_t) = t/(3,32*T_1/2)

Поговорим о естественной радиации

В аотмносфере находится свыше 60 радионуклидов естественного присхождения. И, естественно, радионуклиды разделяют на две категории - первичные и космогенные. Первичные подразделяют так же на две категории: входящие в семейство урана и входящие в семейство тория. Первичные - долгожители - отцовские радионуклиды, из которых затем рождаются дочерние. Этими радионуклидами естественно насыщены ВСЕ организмы на планете. Сюда относятся Уран, Торий, Церий(?).

Влияние первичных радионуклидов в организме - 3500 Бк (за счет калия)

Космогенные - 9100 Бк. (за счет углерода)

+ бонус - Радон!!! +54% радиоактивности)

Кларк - это процентное содержание в литосфере.

Искусственная радиация.

Резерфорд обнаружил, что при бомбардировке альфа-частицами атомов азота, был получен кислород искуственным путем! Это был радиоактивный кислород. Когда Резерфорд открыл сие, для него стало ясно, что для получения новых жлементов можно использовать подобного рода частицы - ядра гелия. И они могул служить интрументом для осуществления ядерных реакций и превращений ядра. В этом плане следует отметить, что при проведении данного эксперимента с использованием частиц с бльшой энергией стал вопрос, что делать дальше с этими частицами?

В 1932 г построили ускоритель 0,7 МэВ и была осуществлена первая ядерлная реакция облучения. В качестве мишени был испольлзован литий. Тот подвергался облучению протонами водорода, что дало гелий - нейтральный стабильный газ. Оказалось, что можно получать и стабильные изотопы.

В 1933г Кюри обнаружили, что при бомбардировке альфа-частицами возникают бета-излучатели. При подобного рода процессах образуеются искутвенно полученный радиоактивные элементы. Это открытие получило нобелевку.

Что будет, если облучать в-во нейтральными нейтронами? В результате этого Ферми получил 63 говых элемента. Из них 37 были искуственными радионуклидами.

Если окружить мишени кислород и водород содержищими веествами, то наведенная радиация во много раз увеличивается.

Медленные нейтроны захватываются, а быстые нейтроны пронизывают ядро и не зывывают в ядре изменения. С помощью медленных нейтронов были получены искуственные радионуклиды в количестве более 60 шт! Когда Ферми увидел, что происходит при облучении своих мишеней, он пришел к выводу использовать уран!

После бомбардировки урана, он ожидал получить более тяжелый атом. Но нет. Не удалось. Из урана получились элементы полегче. Так открыли еще 3 радиоактивных элемента.

Кюри обнаружили, что при бомбардировке нейтронами Урана образуются Лантан и Барий(!). В конечном итоге открыли ядерные реакции как новый тип.

Короче, нжуно использовать оббагащенный Уран, в котором повышена концентрация U235. Он может служить топливом для получения энергии. Этот уран способен работать при концентрации 4% (обычно в рудах 0,712%). Излучение нейтронами должно быь не быстрым.

Цепная реакция зависит от 4х конкурируюих стадий:

-Выбить нейтрона из урана 235

-Захват нейтронов примесью

-Захвата нейтронов ураном без деления

-Захват нейтронов ураном с делением.

Если потеря нейтронов 1-3 стадий меньше кол-ва нейтронов 4-ой стадии, то цепная реакция протекает. Иначе - она невозможна.

Альфа-излучение возникает при воздействии на вещество альфа-частиц. Скорость этих частиц очень большая – 20000км\ч. Имея значительную энергию, при столкновении с ядром они вызывают ионизацию. Удельная ионизация изменяется от 20 до 60 пар ионов на одном см пути следования! Вот так ионизация. Что касается процесса ионизации вцелом, то максимальное количество ионов в веществе достигается в конце пробега альфа-частицы. Это обхясняется предже всего тем, что при прохождении пути следования альфа-частицы, энергия и скорость альфа-частицы уменьшается, а вероятность столкновения с ядром возрастает.

Воздействие или ионизацию модно оценить с помощью эмпиричесих уравнений.

Пробег альфа-частицы в веществе, отличающейся плотностью от воздуха, можно рассчитать по уравнению:

10^-4 * (M*E³)^1/2/p

Е - энерния частицы, p -плотность вещества. M - молекулярный вес в среде.

Рассчет по приведенным формулам показывает, что пробег частицы в воздухе не превышает 10см. А в биологической тками - всего 120 мкм. Реальная опасность при попадания альфа-частицы представляет только тогда, когда альфа-частицы попадают во внуть организма при дыхании.

Бояться этого излучение не стоит, ибо нас защищает даже кожа.

При рассмотрении ионизирующего бетта-излучения слудет понимать, что бетта-излучение может происходить от радионуклида. На практике это излучение получают на ускорителях. (Есть у нас в Несвиже). На нем получают моноэнергетичные электроны. Что касается других природных источников, то там диапазон энергий электронов сильно рознится.

При воздействии и альфа и бетта частиц происходит ионизация.

Для низкоэнергетичных электронов преобладают потери на ионизацию. ЧТо касается высокоэнергетичных, то они могут привести и к радиационным потерям.

Для высокоэнергетичных электронов есть потери так же и радиационные. Использование ВЭ электронов или бетта-излучения может в конечном итоге привести и к наведенной радиации. В диапазоне энергии электрона от 10^-4 до 10^-6 эВ высока вероятность возбужения малекул или ионизация. Ионизационные потер электронов в слоях равной массы для различных веществ одинакова. Это означает, что при поглощении электронов более тяжелыми элементами необходима иеньшая толщина поглотителя, чем при поглощении легких.

В процессе радиационных потерь электрон сильно отклоняется от направления пути движения. Под действием электрического поля. Происходит это за щет того, что этот электрон взаимодействует с ядром.

На первоначальном пути следования траектория электрона почти прямая. Но по ходу проникновения в вещество, частица теряет энергию, из - за чего в конце пути траектория - ломанная, извилистая. Глубина проникновения бетта-излучения в веществе прямопропорциональна энергии электрона и орбратнопропорциональна плотности вещества. Тут для альфа и бетта частиц нет определенного уравнения или закона для определния траектории.

Для определения среднего пробега частицы в веществе с плотностью р можно использовать снова эмпирические уравнения. Для электронов с разной эергией есть свои эмпирические уравнения.

Проще пробег рассчитать по приближенному уравнению:

R = p_возд / p_ср

Средний пробег бетта частиц в воздухе равен 450*E_b

Тут следует сказать, что масса электрона меньше массы ядер гелия, значит пробег их больше, чем у альфа-частиц.

Перед рассмотрением гамма-излучения дадим классификацию нейтронов:

Характер взаимодействия нейтронов с веществом в данном случае зависит от энергии нейтрона. По энергии нетроны делят на следующие подвиды:

- Тепловые - нейтроны с энергией, равной 0,025 эВ.

- Медленные - нейтроны с энергией, равной 0,1 - 1000 эВ.

- Промежуточные. 1кэВ - 200 кэВ

- Быстрые 0,2 МэВ - 20 МэВ.

- Сверхбыстрые - нейтроны с энергией, большей 20 МэВ.

При воздействии нейтронов, при облучении ими обхектов происходит образование изотопов, радионуклидов рзличных элементов. Форма передачи зависит от типа реакции, типа часитц, испускаемых возбужденным ядром. Все материалы, все элементы, все вещества ядерных реакторов обладают наведенной радиацией.

Взаимодействие гамма-излучения с веществом

Это элекромагнитное излучение с коротной длинной волны. Такуюо же прроду имеют так же и радиоволны и видимый свет. Эсли энергия Е данного вида излучения выражена в эВ, а длинна волны - ламбда нм, то в данном случае пользоваться выражением, связывающим энергию и длинну волны:

Е = 1239,8 / лямбда

Рентгеновское излучение имеет энергию 12,4 до 40*10⁴ эВ.

Гамма - свыше 40*10⁴ эВ.

В любой ситуации возбужденные малекулы при воздействии на них ионизирующего излучения излучают только гамма-излучение. Что касается воздействия гамма излучения на вещество - оно проявляется в виде фотоэффекта. Фотоэффект - это воздействие гамма-излучения высокой энергии. Энергия сия способна выбить электрон с последней орбитя ядра атома. Место выбитого электрона занимает соседний элетрон. Такая ситуация идет до 7-8 оболочек. В конечном итоге элетром может вырваться из атом. Энергия электрона достаточна велика, чтобы вызвать ионизацию малекул. Для низкоэнергетичного гамма-излучения свойственен эффект комптоновского излучения. Гамма излучение от столкновения с ядром теряет квант энергии, что приводит ядро в возбужденное состояние. Кроме того само излучение ослабляется (в большей мере при столкновении с атомом)) и отклоняется.

Для гамма излучения есть зависимость:

I = I₀ * e^-mx,

где I - интенсивность гамма-квантов, прошедших через поглотитель толщиной х, а I₀ - это интенсивность гамма-кванов, падащих на мишень. m - это линейный коэффициент ослабления излучения.

Понятие о ядерном реакторе, принципы его работы, причины и следствия аварии на ЧС.

Первый ядерный реактор был пущен с помощью Ферми в 19?? году.

В дальнейшем, 25-го декабря 1944г был пущен первый советский реактор с помощью Курчатового. Станция - такой объект, где есть более одного реактора.

На сегодняшний день имеется 420 объектов, где используется ядерый реактор: станции, подлодки, ледоколы и т.п.

Если говорить вцелом о реакторах, то они различны по устройству, пот топливу и др. Часто реакторы отличаются друг от друга, но каждый реактор имеет общие элементы.

Реакторы классифицируются по энергии нейтронов, используемых для осуществления реакций деления, по виду и аггрегатному состоянию ядерного топлива, а так же по теплоносителю, по виду замедлителя и по конструктивному исполнению. Вот так можно классифицировать все реакторы. Все реакторы имеют 5 основных обязательных элементов:

- Ядерное топливо. В качестве такового можно использовать U²³⁵ - медленные нейтроны, U²³⁸ быстрые нейтроны с получением Pu²³⁹.

- Замедлитель - как правило, тяжелая вода. Надежно, но дорого. Так же графит или берилий. Предназначается для уменьшения скорости нейтронов, так как процесс с основным ядерным топливом протекает на медленных электронах. Без замедлителя в таком случае реакция может протекать по цепному механизму. Если не использовать замедлителя, то топливо для реактора, полученой и природного уранового сырья нужно поднимать до нескольких десятков процентов в концентрации. Это обогащение очень дорого.

-Теплоноситель - предназначен для теплоотвода тепла, выделяемого при делении ядер. В кчестве такового используют тяжелую или обычную воду. Можно использовать воздух или же расплавленный натрий, или сплавы других металлов.

- Регулирующие стержни, которые выполняются из кадмия или бора. (На ЧС использовали графит). Выдвигая из каналов реактора или задвигая на определенную глубину их, можно контролировать скорость ядерного деления. И, следовательно, мощность.

- Защита. Любой реактор является источником проникающей радиации. А раз так, что, соответственно, он влияет на всю измерительную и контролирующую аппаратуру. И на персонал. Для безопасности всего и всех на обхекте необходимо иметь добротную защиту.

Кроме всего прочего на реакторе могут использоваться отражатели:

нейтроны при протекании процессов могут улетучиваться в сферу вне ядерного топлива или источника деления. И для того, чтобы повысить эффективность реакции нейтроны возвращаются в зону деления. В качестве отражателей используются материалы - замедлители. Отражатели окружают все радиоактивную зоону реактора, уменьшая утечку нейтронов.

Важнейшая особенность работы реакторов - активация любых веществ, нахдящихся в этой зоне. Эти вещества становятся радиоактивными (напротив облучения с искуственных установок).

Первая атомная станция была построена под Москвой с мощностью 5 МэВ. В 54-м году. Замедлитель - тяжелая вода.

Процессы, протекающие в ядерных реакторах. Для того чтобы использовать ядерные реакции, наобходимо иметь нейтроны. Но нейтроны могут быть быстрыми и не всегда процесс деления может не возникать. В среднем нейтроны при выделении из урана 235-го могут осуществлять пробег 8см. В то же время, если эти нейтроны в природе должны пробежать в руде на расстоянии 1115см. По этой причине в природе нет цепной реакции. Раз так, это было учтено в ядерных реакциях. Урановая руда обогащается до содержания 4%. В данном случае быстрые нейтроны делят неактивно уран. Энергия у быстрых нейтронов до нескольких МэВ.

Иначе себя видут медленные нейтроны. Они нужны для осуществления ядерных реакций. Медленные нейтроны с энергией и скоростью 2,2 км\с вызывают деление урана 235 на расстоянии 0,33 мм. В природе - для этого нужно 4,6 см. В данном случае замеедлители становятся весьма актуальными. Это м.б. вода, тяжелая вода, графит, берилий.

При возникновении или при облучении нейтронами, нейтроны могут выйти за границы реактора, поэтому вся активная зожна реактора окружается отражателями. Эти материалы должны слабо поглощать медленные нейтроны. Для того чтобы поддерживать определенным образом реакцию деления с использованием медленных нейтронов, необходимо поддерживать коэфициент разможнения не более 1/13.

Коэфициенты рамножения в реальном реакторе поддериваются на необходимом уровне за счет регулирующих стержней: бор, графит, берилий.

Ниобий, цирконий, аллюминий позволяют использовать теплообмен для регулирования реакции.

Если падает мощность реактора, персонал должен поменять параметры, чтобы стабилизировать это дело. Вот тут есть деталь. На ряду с конструктивными особенностями реактора образуются дочерние продукты как йод 131, ксеон 137, криптон 90 и 85. При температурах реакторы последние газы возгоняются и находятся в виде газа в реакторе! Эти вещестра так же поглащают нейтроны. Из-них падает активность в реакторе. Персонал поэтому должен в такой ситуации как бы через фильтры выпустить газ. С йодом дела неплохи, но ксенон и криптом выпускать в атмосферу нельзя ни в коем случае. Поэтому эти газы полностью преобразуюся всего за часов 6 в стронций-90, цезий-137, у которых период полураспада уже 30 лет.

ЧТО БЫЛО НА ЧАЭС

Там использовались реакторы большой мощности канальные (рбмк). Активная зона рбмк - циллиндрическая кладка, состоящиая из графитов блоков и колонн. Колонны в данной ситуации играли роль замедлителя. Через графитовые колонны проходят технологические аканалы. Всего таких каналов до 1700. Каждый из них помещает два тепловых элемента. Они включают 18 элементов, имеющих форму полых трубок, изготовленных из цирокиева сплава с ниобем. Диаметр 13,5 мм, высота 3,5 м, толщина - 0,9мм. Это дело заполняется топливом - таблетками оксида урана и помещается в активную зону.

Через каналы предусотрена циркуляция теплоносителя. В рбмк вода теплоноситель поступает непосредственно к тепловым элементам. Почему их два? Вода рбмк поступает под давлением и под температурой 254 градусов. Давление в активной зоне на объем 21,5*21,5*25,2 . Частично при циркуляции теплоносителя небольшое количество теплоносителя превраается в пар. И затем этот пар поступает в сепаратор. Конденсат оттуда смешивается с паром и помощью циркуляционных процессов снова поступает в зону. При использовании теплонистеля рбмк теплоноситель соприкасается со всеми материалами в активной зоне, что значит, что он радиоактивен. Это позволяет другим конструкция приобрести наведенную радиацию. Это и есть недостаток рбмк. Это одноконтурный реактор. В таких случаях при аварии все является радиоактивным. Преимущества сего реактора - замена топлива может производиться без остановки реактора, чего не скажешь о ВВЭР.

Загрузка РБМК 200т уранового оксида.

Реактор ВВЭР. Водно-водяные энергетические реакторы. Требую гораздо меньшей загрузки - 40т ядреного топлива. Почему водно-водяные-то?? ВВЭР использует два контура. Первый контур - теплоноситель - вода. 270 градусов и высокое давление 125 Атмосфер - все как положено. Пар в первом контуре на образуется. Из первого контура теплоноситель (снимающих нергию с твелов) поступает во второй контуре, где температура от 300 градусов и давлением 44 атмосферы. Образуется пар, который поступает в сепараторы, конденсируется и ещет снова в активную зону. Во второй контур поступает пар нерадиоактивный! Безопасно. В то же ремя в ВВЭР для поддерижки на должном уровне мощности реактора, приходится егод часто перезагружать и останавливать. Вынимается одна треть от загрузки. Это много и небезопасно. Более того, при эксплуатации ВВЭР следует тательно следить за состоянием конструкций. Раз зона активная - диагностики и предсказание поведения материала весьма затруднено.

Постановлено, что эксплуатация подобного рода реакторов не должна превышать 30 лет!

======================

Источник быстрых нетронов - уран 238.

Тут используются трехконтурные реакторы, но они значительно меньше ВВЭР. В таких реакторах можно использовать не только уран, но и торий. Эта технология пока что не отработана.

Прчина аварии на ЧАЭС.

Что произошло?

Вернемся к РБМК. Создатель - Александров - президент Академии Наук СССР. Гарантия безопасности была 10^-12%. Было 3 степени защиты и аварийная 4-ая. Казалось бы продумали все. Коэфициенты поддерживались практически автоматически.

По халатности проводили эксперимент без сообщения об этом создателю. Ставилась задача проверить, на сколько способна энергия при остановке реактора обеспечить циркуляцию теплоносителей в течении одной минуты.