- •Радиоактивные превращения ядер
- •§1.1 Виды радиоактивных (ионизирующих) излучений
- •§1.2 Состав и основные характеристики ядер
- •§1.3 Ядерные силы. Дефект массы. Энергия связи ядра
- •§1.2 Радионуклиды. Ра распад. Виды ра распада
- •§1.5 Альфа и бета- распады
- •§1.6 Испускание гамма-излучения
- •§1.8 Закон ра распада. Период полураспада
- •§1.9 Активность радионуклидов
- •§1.10 Закон рб о правовом режиме территории, которые подверглись ра загрязнению в результате аварии на чаэс
- •§ 1.7 Ра семейства (ряды)
- •Тема 2. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом
- •§ 2.1 Взаимодействие α частиц с веществом. Защита от α излучения.
- •§ 2.2 Взаимодействие излучения с веществом. Защита от β излучения.
- •§2.3 Взаимодействие γ-излучения с веществом.
- •§2.4 Взаимодействие нейтронов с веществом
- •§ 2.5 Испускание рентгеновского излучения
- •Тема 3. Дозиметрические величины и единицы их измерения
- •§ 2.3 Защита от фотонного излучения (γ, рентген)
- •Тема 4. Измерение и расчет дозиметрических величин
- •Измерение ра излучений
- •Тема 5. Естественные и искусственные источники радиационного фона.
- •§ 5.1 Естественный радиационный фон
- •§ 5.2 Технологически измененный естественный ра фон
- •§ 5.3 Искусственный радиационный фон
- •Тема 6. Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни
- •§ 6.1 Внешнее и внутренне облучение
- •§ 6.2 Нормы радиационной безопасности. Категории облучаемых доз. Предел дозы.
- •Основные пределы доз облучения
- •§ 6.3 Допустимые уровни рду-99
- •Тема 7. Биологической действие ионизирующего излучения
- •§ 7.1 Прямое и косвенное действие радиации на биологическое молекулы
- •§ 7.2 Действие радиации на клетку
- •§ 7.3 Радиочувствительность органов. Радиационный синдром
- •§ 7.4 Действие больших доз радиации. Лучевая болезнь.
- •§7.5 Биологические действие инкорпорированных рн
- •§ 7.6 Отдаленные последствия облучения
- •§ 7.7 Действие малых доз радиации
- •Тема 8. Ядерная энергетика и радиационная экология
- •§ 8.1 Реакции деления тяжелых ядер
- •§ 8.2 Цепная реакция деления
- •§ 8.3 Принцип работы ядерного реактора
- •§ 8.4 Типовые ядерные установки
- •§ 8.6 Ядерный реактор – источник ионизирующего излучения
§ 7.6 Отдаленные последствия облучения
Каждая 0.01 Гр поглощенного излучения сокращает жизнь от 1 до 15 суток при однократном облучении и на 0.05 суток при хроническом облучении.
Отдаленные последствия – раковые заболевания различной локализации. В первую очередь лейкозы (на 6-7 год после облучения). Далее рак молочной железы и других локализаций. Частота возникновения пропорциональна поглощенной дозе.
Рак легких:
Жирным отмечены вещества, содержащиеся в табаке.
Активность легких курильщика по Pb-210 в 1.5 раза больше, по Po-210 в 3 раза больше, чем у некурящего.
§ 7.7 Действие малых доз радиации
Стохастические эффекты – эффекты, которые можно оценить статистическими методами.
Кривая дозы эффекта:
Лекция 11
Тема 8. Ядерная энергетика и радиационная экология
§ 8.1 Реакции деления тяжелых ядер
Деление атомного ядра – один из видов ядерных реакций. Тяжелое ядро под действием нейтрона делится на 2 атомных ядра (ядра-осколки) и несколько нейтронов (2-3).
Q=200 МэВ/распад (3*10-11 Дж)
En=0-7 МэВ, <En>=2МэВ
§ 8.2 Цепная реакция деления
Цепная реакция деления – ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию образуются как продукты этой реакции.
U-235, m=2 г.
N = m\M*Na=5*1021=272
–время жизни одного поколения
–время реакции почти мгновенно, энергия высвобождаемая очень велика, получается взрыв.
Вторичные нейтроны, могут выйти из зоны реакции в результате следующих процессов:
Вылет нейтронов из зоны реакции через поверхность
Захват нейтронов ядрами примесей, продуктами реакции
Захват нейтронов ядром U-235, который не приводит к реакции деления.
Эффективность ядерной реакции деления зависит от энергии налетающих нейтронов.
По величине энергии все нейтроны делятся на 3 вида:
- En=103-0,5 эВ – медленные нейтроны (тепловые) – с большой вероятностью захватываются ядрами U-235 и вызывают их деление
- En=0,5-104 эВ – резонансные нейтроны – хорошо поглощаются ядрами U-238, но не вызывают их деления.
- En=104-108 эВ – быстрые нейтроны – захватываются ядрами U-235 с меньшей вероятностью, чем медленные нейтроны, но зато захватываются ядрами U-238 и вызывают их деление.
Для характеристики цепоной реакции вводится понятие коэффициента размножения нейтронов:
–отношение числа нейтронов в данном поколении к числу нейтронов в предыдущем поколении.
Для Кр≥1 – число нейтронов быстро нарастает, что приводит к взрыву.
Для контролируемой реакции Кр≈1.
При Кр<1 цепная реакция быстро угасает.
Цепная реакция может возникать при выполнении ряда условий:
Уран очищен от примесей, которые поглощают нейтроны.
Необходимо обогащение урана, то есть нужно повысить содержание U-235 с 0,7% хотя бы до 2%.
Необходимо избежать захвата нейтронов U-238 в резонансной области. Для этого используют различные замедлители – вещества, масса ядер которых близка к массе нейтронов. Тогда нейтроны испытывают упругие соударения с ядрами замедлителя, отдают им свою энергию и проскакивают резонансную область (замедлители – вода[H2O], тяжелая вода[H3O] и углерод(C, графит))
Критическая масса – минимальная масса топлива, при которой в данной системе еще будет идти цепная реакция деления.
Значение критической массы определяется геометрией системы, ее структурой и внешним окружением.
Шар из чистого U-235:
mкр=47 кг, d=17 см.
Если этот шар разрезать на тонкие слои и простелить слои полиэтиленовой пленкой (состоит из H и C - замедлитель) и окружим оболочкой из Be (бериллий – возвращает нейтроны обратно), то
mкр=242 г, d=3 см.