Введение

Целью данной работы является исследование накопления трития в реакторе ИРТ-Т.

Тритий является одним из биологически значимых радиоактивных газов при работе реактора. Кроме того, в реакторе ИРТ-Т в качестве конструкционного материала, в отличие от других, используется бериллий, который является основным источником образования трития при работе реактора. В связи с этим возникает необходимость прогнозирования выгорания бериллия.

В данной работе представлены расчеты по накоплению трития, как продукта ядерной реакции, описывающей отравление бериллия.

В результате получены данные по отравлению бериллия и сделаны прогнозные оценки.

Тритий поступает в окружающую среду при работе атомных реакторов и предприятий по переработке ядерного топлива, которые являются мощными генераторами антропогенного трития, поэтому необходимо рассмотреть свойства пути решения проблемы его газовых выбросов.

Так же следует привести примеры реакторов, которые были созданы для наработки трития.

1 Теоретическая часть

1. Основные свойства трития

Тритий представляет собой радиоактивный изотоп водорода атомной массой 3 (один протон, два нейтрона). Период полураспада трития равен 12.34 года.

Распадаясь, тритий превращается в гелий, выделяя при этом довольно интенсивное бета-излучение. Энергия его бета-частиц относительно невелика, поэтому при нахождении вне организма (внешнее облучение) тритий серьезной угрозы не представляет.

Однако, при внутреннем облучении (при попадании трития внутрь организма человека с воздухом или водой), он может представлять серьезную угрозу для здоровья. Дело в том, что тритий, являясь изотопом водорода, химически ведет себя также как водород, и поэтому способен замещать его во всех соединениях с кислородом, серой, азотом, легко проникая в протоплазму любой клетки. В этом случае испускаемое тритием бета-излучение способно серьезно повредить генетический аппарат клеток.

Тритий – T: E_βmax = 0.018 МэВ; максимальный пробег электрона в воздухе 4.2 мм. В силу большого периода полураспада является глобальным загрязнителем атмосферы. Образуется в атмосфере в результате взаимодействия космического излучения с ядрами атомов воздуха. Средняя скорость образования H³в атмосфере 0.2 см^-2с^-1, в литосфере 10^-3см^-2с^-1и в гидросфере 10^-6см^-2с^-1. Всего в год образуется (от 5.5 до 11.0)·10¹⁰МБк космогенного H³. Общее количество его на Земле (от 92 до 185)·10¹⁰МБк, из которых 65 % находятся в океане, 27 % – в поверхностных водах континентов и в литосфере, 8 % – в атмосфере.

Тритий образуется и в результате испытаний термоядерного оружия, в период их проведения наблюдалось максимальное его содержание в атмосфере. С тех пор за счет радиоактивного распада содержание трития уменьшилось в 2.5 раза. В настоящее время примерное среднее фоновое содержание H³в поверхностных водах составляет 4 Бк/л.

Тритий является одним из наиболее подвижных радионуклидов, обладает высокой миграционной способностью в природных средах. В отличие от других радионуклидов не удерживается никакими очистными барьерами.

Как правило, в атмосфере сразу после образования H³соединяется с кислородом воздуха в молекулы тяжелой воды HTO (77 %), DTO и T₂O.

Физические, химические и биохимические свойства подобны таковым для обычной воды H₂O. Интегрированный в живой организм тритий эффективно включается в состав биологической ткани, вызывая мутагенные нарушения, как за счет воздействия β-излучения, так и за счет молекулярных изменений, вызванных заменой водорода нейтральным атомом гелия (в результате распада H³→ He³).

Независимо от путей поступления в живой организм H³распределяется в нем равномерно и находится в нем в виде свободного HTO или в виде связанного H³. Для человека период полувыведения свободногоH³9.7 суток, а для связанного H³от 30 до 450 суток.

Таблица 1 – Основные свойства трития

Молекулярная масса, а.е.м.	6.04
Температура плавления, °C	–252.5
Температура кипения, °C	–248.1
Энтропия образования, Дж/моль·K	153.22
Мольная теплоемкость, Дж/моль·K	29.2
Критическая температура, °C	–229.45
Критическое давление, Мпа	2.11
Критическая плотность, г/см3	0.112