23. Нормирование ионизирующих излучений.
Проблема защ. насел.от действия радиационного облучения носит глобальный характер. В РБ вопросы гигиенического нормирования разрабатывает Национальная комиссия по радиационной защите. В своей работе комиссия руководствуется Нормами радиационной безопасности (НРБ – 2000).
Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации источников ионизирующего излучения необходимо руководствоваться следующими принципами:
- нормирования – непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения человека от всех источников излучения.
- обоснования – запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным облучением.
- оптимизации – поддержание на возможно низком и доступном уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника излучения.
Нормами радиационной безопасности установлены следующие категории облучаемых лиц:
а) лица, работающие с источниками излучения или лица, находящиеся по время работы в зоне их воздействия;
б) все население, включая лиц из персонала, вне сферы их производственной деятельности.
Для категорий облучаемых лиц установлены три класса нормативов:
а) основные пределы доз (ПД);
Эффективная доза: <20 мЗв в год (персонал), <1 мЗв в год (население).
б) допустимые уровни монофакторного воздействия (т.е. для одного вида внешнего облучения, одного радионуклида, одного пути поступления радионуклида в организм), являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и др.;
ПГП: Cs-137 4,2*106 Бк в год; Pu-239 2,41 Бк в год
в) контрольные уровни (дозы, активности, плотности потоков и др.). Их значения должны учитывать достигнутый в организации (учреждении) уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.
24. Деление тяжелых ядер. Цепная реакция деления. Понятие о критической массе.
В 1-м вкте образуется 2 нейтрона, во 2-м– 4, в 3-м– 8… Деление ядра урана сопровождается выделением энергии 210 МэВ. вторичные нейтроны вызывают новые акты деления, т.е. цепную реакцию деления. Минимальное условие поддержания цепной реакции состоит в том, чтобы в среднем при делении каждого ядра возникал хотя бы один нейтрон, вызывающий деление следующего ядра.
Коэффициент размножения нейтронов К – это отношение числа нейтронов Ni i-го поколения в числу нейтронов предшествующего поколения Ni-1: K=Ni/Ni-1
Скорость нарастания реакции определяется величиной коэффициента размножения нейтронов и средним временем жизни одного поколения нейтронов. Время жизни одного поколения 10-7...10-8сек.
Система, в которой К=1, называется критической системой. В этом случае цепная реакция идет с постоянным числом нейтронов, что имеет место при нормальной работе атомного реактора.
ЕслиК<1, то система называется подкритической. Цепная реакция в ней нарастает или затухает при запуске или остановке реактора, что соответствует запуску или остановке атомного реактора.
ПриК>1 система называется надкритической. В ней идет цепная реакция с нарастающим числом нейтронов. При этом из-за малого значения времени жизни одного поколения число нейтронов увеличивается очень быстро и реакция принимает взрывной характер, что характерно для ядерного взрыва.
Ядерная цепная реакция может протекать при выполнении ряда условий:
1. Уран-238 должен быть очищен от примесей с целью уменьшения захвата нейтронов и образования ядер плутония-239.
2. В случае цепной реакции на быстрых нейтронах необходимо обогащение естественного урана-238 изотопом урана-235 (≈ 15%).
3. Если цепная реакция планируется на тепловых нейтронах то:
а) увеличивают процент обогащения урана-238 (более 20 %);
б) применяют замедлители, которые преобразуют быстрые нейтроны в тепловые. В качестве замедлителей применяются вещества, имеющие малую плотность. Такими веществами являются тяжелая вода Д2О и углерод С.
4. понижение вероятности радиационного захвата нейтронов - вместо однородной смеси урана и замедлителя (гомогенная система) применяются чередующиеся блоки этих веществ (гетерогенная система).
5. Для осуществления цепной реакции наиболее выгодна система, форма которой близка к сферической. Утечка нейтронов через поверхность будет минимальной.
6. Цепная реакция будет протекать лишь в том случае, когда ядерного топлива будет достаточно. Мин. масса топлива, при которой еще протекает ядерная реакция, называется критической массой. Для сферы из чистого урана-235 критическая масса равна 9 кг. Но если тот же уран прослоен тонкими полиэтиленовыми пленками и окружен бериллиевым отражателем, то критическая масса снижается до 240 г. Отражатель служит для возвращения нейтронов в зону реакции.