65. Поділ ядер урану. Ланцюгова реакція. Ядерний

реактор. Термоядерні реакції.

Поділ ядер урану. Ланцюгова реакція

Поглинувши нейтрон, ядро Урану видовжується, розпадається на два

фрагменти (осколки, дочірні ядра), з яких вилітають 2—3 нейтрони. Деякі з них

у свою чергу ділять інші ядра Урану і т. д. (розвивається ланцюгова реакція

поділу). Тільки у випадку протікання такої реакції енерговиділення будуть

великими. Вперше таку реакцію здійснили в атомному реакторі.

Приклад реакції поділу ядра:

.

Сфера використання поділу ядер Урану: атомна енергетика (атомні електростанції), транспорт (двигуни криголамів і

підводних човнів).

Освіта і розпад

Уран-235 утворюється в результаті наступних розпадів:

 β

-

розпад нукліда 235 Pa (період напіврозпаду становить 24,44 (11) [2] хв): K-захват, здійснюваний нуклідом 235Np (період напіврозпаду становить 396,1 (12) [2] дня):

 α-розпад нукліда 239 Pu (період напіврозпаду становить 2,411 (3) 10 4 [2] років):

Розпад урану-235 відбувається за такими напрямами:

 α-розпад в

231 Th (ймовірність 100%[2], енергія розпаду 4 678,3 (7) кеВ [1]):

 Спонтанне поділ (ймовірність 7 (2) 10 -9%) [2]

;

 Кластерний розпад з утворенням нуклідів 20Ne,

25Ne і 28 Mg (ймовірності відповідно становлять 8 (4) 10 -10%, 8 10 -10%, 8 10 -

10%) [2]

:

66. Е

кспериментальні методи

реєстрації іонізуючих

випромінювань. Поглинена доза

випромінювання, її біологічна

дія. Способи захисту від

випромінювання.

Методи реєстрації іонізуючих

випромінювань

Зважаючи на те, що у людини

відсутня можливість відчувати

дію іонізуючих випромінювань, важливими є прилади. Завдяки їм можна виявити і встановити рівень дії

радіоактивних випроміню-вань. Відомі методи можна розділити на групи:

за іонізацією середовища, тобто за рахунок розпаду молекул під дією енергії випромінення і за наявністю

електричного току, який можна виміряти приладами – дозиметрами;

викликають світіння – сцинтилляцію або люмінесценцію (сві-тіння) в деяких речовинах, що використовують у

фотоелектрон-них примножувачах – в них утворюється електроімпульс;

фотографічний метод – засвічують фотопапір, фотоплівку, ви-кликаючи фотоліз броміду срібла;

калориметричний метод – вимірюють кількість тепла, що виді-ляється в спеціальному детекторі при

поглинанні ним випромі-нювань;хімічний метод – заснований на певних змінах різноманітних ре-човин, чутливих до дії таких випромінювань,

наприклад, зміню-ється колір – колориметричний метод;

нейтронно-активаційний метод, пов’язаний із вимірюванням наведеної радіоактивності, наприклад бета-

активності, що ви-никає під впливом повільних нейтронів. Цей метод використо-вують для оцінки доз в

аварійних ситуаціях, коли відбувається короткочасне опромінення великими потоками нейтронів;

Безпека життєдіяльності людини та суспільства

біологічний метод – заснований на визначенні біологічних наслід-ків дії випромінювань на живі системи – за

летальністю тварин, ступеня лейкопенії (зміни у крові), кількості хромосомних абера-цій (змін), випаданню

волосся, наявності в сечі дезоксицитидіну;

розрахунковий метод – заснований на використанні математич-них методів вимірів за кількістю

радіонуклідів, що потрапили в організм;

дозиметричний метод, який є найбільш вживаним. В цьому ви-падку за допомогою спеціального пристроя –

детектора Гейгера-Мюллера вимірюють електричний струм, який утворюється при іонізації речовини через

яку проходить радіоактивне випромі-нення. Такі прилади використовують в наукових дослідженнях, побуті,

цивільній обороні. Для оцінки радіаційної обстановки за-стосовують прилади, принцип дії яких заснований

на вимірюван-ні ефектів, що виникають при взаємодії випромінювання з речо-виною. Для виміру потужності

експозиційної дози застосовують різноманітні прилади радіаційного контролю для: санітарного та

екологічного – МКС–07 «Пошук», РКС–01 «СТОРА»; індивіду-альної дозиметрії – ДКС 02К «Кадмій»;

цивільного захисту та ар-мії – МКС-У, МКС-05 «Терра»; навчальних програм – МКС-05 «Терра П», які

виготовляє українське підприємство «Спаринг– Віст Центр» у Львові.

Під час роботи на ядерних установках і з радіоактивними препаратами, які використовуються в різних галузях науки і

техніки (дефектоскопія в машинобудуванні, радіоактивні прилади для контролю товщини виробу, рівня рідин, променеві

датчики, пристрої для автоматизації виробничих процесів, медичні застосування випромінювань, добування і переробка

уранових руд тощо), людина зазнає зовнішнього опромінення гамма-квантами, нейтронами, електронами та іншими

частинками.

Йонізація, яка виникає під час взаємодії випромінювання з живою тканиною, шкідливо впливає на людський організм.

Опромінення всього організму або значної його частини може викликати променеву хворобу, розвиток ракових пухлин,

лейкемію (білокрів'я) тощо.

Незалежно від природи йонізуючого випромінювання його вплив на речовину оцінюють енергією, яка поглинається

одиницею маси речовини. Цю характеристику називають поглинутою дозою опромінення (або дозою випромінювання):

Значення поглинутої дози залежить від виду випромінювання, енергії його частинок, густини їх потоку і від складу

опромінюваної речовини. Це пояснюється різними процесами взаємодії частинок і фотонів з електронами і атомами

речовини. За інших однакових умов поглинута доза тим більша, чим більший час опромінення, тобто поглинута доза

нагромаджується з часом.

Здавалося б, для обчислення поглинутої дози достатньо виміряти енергію йонізуючого випромінювання, яке падає на

тіло, енергію, яка пройшла крізь тіло, і їх різницю поділити на масу тіла. Однак практично це зробити важко, оскільки тіло

неоднорідне, енергія розсіюється тілом у всі боки тощо. Отже, цілком конкретне і зрозуміле поняття «поглинута доза»

виявляється мало придатним на практиці. Тому дозу рентгенівського і гамма-випромінювання вимірюють за йонізацією

ними повітря. Одиницею вимірювання в цьому випадку є кулон/кілограм (Кл/кг). Доза в 1 Кл/кг означає, що сумарний заряд

усіх йонів одного знака, утворених в 1 кг повітря, дорівнює кулонові. На практиці часто користуються також застарілою

одиницею дози рентгенівського і гамма-випромінювання — рентгеном (Р). 1 Р = 2,58-10 4

Кл/кг.

Біологічна дія йонізуючих випромінювань будь-якого виду на живі тканини пов'язана із збудженням і йонізацією атомів

та молекул, утворенням вільних хімічних радикалів. Збуджені атоми і йони, вільні радикали мають високу хімічну

активність, тому в клітинах організму утворюються нові хімічні сполуки, чужі здоровому організму. Йонізуючі

випромінювання пошкоджують або руйнують клітини, порушують їх здатність до поділу, викликають необоротні генетичні

зміни (мутації) хромосом, що призводить до тяжких спадкових хвороб і потворства нащадків, до променевої хвороби і

утворення злоякісних пухлин.

Враховуючи небезпеку для людини радіоактивних випромінювань, встановлено гранично допустимі дози опромінення.

Для великих груп населення будь-якого віку, включаючи й тих, що проживають поблизу підприємств, на яких

використовуються випромінювання з

промисловою чидослідницькою метою,

гранично допустима доза рентгенівського або

гамма-випромінювання встановлена в 0,05 Гр

за рік. Доза загального опромінення людини в