Лекция 21.02.2014 «Радиоактивность»

1 Ки = 3,7*10^0 Бк

1 мКи = 3,7 МБк

1 мкКи = 37 кБк

Загрязнённость местности радионуклидами (Могилёвская обл)

Ки/Км^2	кБк/Км^2
1	37
3	111
5	185
15	555
40	1460
146,5	5420

Сколько всего радионуклид содержится в образце или в одном кв метре в данный момент можно узнать определяя их радиоактивность - Количество распавшихся ядер за определённое время. Радиоактивность измеряют в распадах за секунду – эта единица называется «Беккерель «БК»»

Например, если радиоактивность одного кв метра почвы составляет 100 Бк, это значит, что на этой площадке содержаться радионуклиды из которых 100 распадётся каждую секунду. Используя единицы в х1000, то КилоБк…

В нашей стране используются внесистемные единицы (старые), которые обозначаются «Кюри «Ки»» Она возникла в то время, когда был учёными открыт искусственный радионуклид – Радий. Выделенный супругами Кюри.

Радиоактивность одного грамма чистого радия, в котором за 1 сек распадается 3,7*10^10 ядер было принято за единицу. Специалисты работают в тысячи и миллионы раз с меньшими единицами.

Если взять одно радиоактивное ядро, то совершенно не возможно предсказать, когда оно распадётся. Другое дело, когда таких ядер много. Специалисты могут подсчитать что за час или за год вполне конкретная доля радионуклида обязательно распадётся, испустив соответствующее количество частиц или квантов. Одни радиоактивные изотопы распадаются быстро, превращаясь в стабильные элементы, то есть безвредные.

Скорость распада принято описывать периодом полураспада радионуклидов, то есть временем, за которое из всех имеющихся в ядер, распадётся ровно половина. Спустя два периода полураспада, от первоначальной радиоактивности останется только четверть. (Йод 131 – 8,5 дня (период полураспада), Cs137 – 30, Стронций 90 -> Итрий 90 (64 часа), Плутоний 39 – 24000 лет.)

Работа атомного реактора:

В реакторе происходит самоподдерживающиеся управляемые цепная реакция с выделением тепла. Для того, чтобы она осуществлялась – необходимо иметь:

1) Ядерное топливо

2) замедлитель нейтронов

3) теплоноситель

4) Поглотитель нейтронов

В реакторах РБМК (реактор Большой Многоканальный0 Было загружено 180 тонн топлива в виде природного урана 235.

Рис 1.

Под действием нейтронов ядра урана раскалываются, при этом образуются ещё несколько нейтронов и выделяется тепло. Вновь образовавшиеся нейтроны в свою очередь вызывают деление соседних ядер, но лишь в том случае, если их предварительно замедлить. То есть уменьшить энергию. (быстрые, высоко энергичные нейтроны, высвобождающиеся при делении малоэффективны в поддержании цепной реакции).

Ф-цию замедлителя выполняет графит. В общем виде реактор представляет собой большой графитовый цилиндр.

В общем виде реактор представляет собой большой графитовый цилиндр, в который равномерно погружены стержни с урановым топливом. В активной зоне одновременно делится огромное кол-во ядер и выделяется большое кол-во тепла. Тепло отбирается теплоносителем – водой, циркулирующей по топливным каналам. Нагреваясь, вода превращается в пар, который поступает на турбины и через конденсатор вырабатывается электроэнергия. Для того что бы предотвратить бесконечное развитие цепной реакции делением радионуклидами и регулировать мощность реактора, в активную зону вводят несколько стержней с в-вом, сильно поглощающем нейтроны (бор). Если опустить целиком в систему, нейтронов становится недостаточно и реактор останавливается.

Из рис 4. Видно, что представляют из себя осколки ядерного деления. Видно, что больше всего образуется изотопа, с массами от 80 до 105 (первый пик) и от 130 до 180 (второй пик). Таким образом во время работы реактора, в нём больше всего накапливается стронция-90 и цезия-137. Много и других изотопов в активной зоне, относящихся к указанному диапазону. Под действием нейтронов образовывается радиоизотопы Плутония – горячие частички.

Тритий, дейтерий, углерод-14, берилий-7, а также изотопы ряда металлов, из которых сконструированы реакторы.

В результате взрыва на ЧАЭС часть радиоактивных веществ было выброшено из реактора и загрязнило значительную территорию. Для того чтоб определить величину радиоактивности, поступившей в окружающую среду при аварии нужно знать сколько при поступившем при аварии нужно знать сколько её осталось в реакторе. Произвести масштабные измерения выбросов.

Представленные МАГАТЭ исходя из того, что выброшено около 3,5% активной зоны топлива большинство учёных считает, что данные занижены в 10 раз. Если сходить из величины 10% тада из радиоактивности в миллиарды Кури имевшихся в в-вах активной зоны реактора, к моменту взрыва с радиоактивной СТРУЁЙ выделилось примерно 5*10^18 Бк, то есть не менее 180 000 000 Кюри радиоактивных веществ, общим весом 77 килограмм, не считая нескольких тонн топлива в близи 30-ти километровой зоны АЭС.