Радиоактивное излучение Атомные реакторы и батареи Лекции по радиобиологии

Очаровательные проститутки Ялты http://prostitutkiyalty.review/ знают абсолютно все о незабываемом сексе|Жаждущие любви кошечки из Донецка позабавятся с вами

Физика
Элементы квантовой механики
Молекулярные спектры
Полупроводники
Ядерная физика конспект
Решение задач по ядерной физике
Физика атомного ядра и частиц
Примеры решения задач
Оптическая физика
Физика элементарных частиц
Законы радиоактивного распада
Задачи по теме Законы радиоактивного распада
Взаимодействие нейтронов с ядрами
Задачи на ядерные реакции
Деление и синтез ядер
Кинематика примеры задач
Электротехника
Общий курс
Теоретические основы электротехники
Расчет электрической цепи
Трехфазные цепи
Электрические машины и трансформаторы
Электрические двигатели и генераторы
Математика
Кратные интегралы
Векторный анализ
Аналитическая геометрия
Курс лекций математического анализа
ТФКП
Атомная энергетика
АЭС России
Развитие энергетики России
Курсовые по энергетике
Ядерные реакторы
РБМК
ВВЭР
Атомные реакторы на быстрых нейтронах
Физика ядерного реактора
Аварийные ситуации на АЭС
Повышение безопасности АЭС
Проблема снижения выбрасов АЭС
Системы контроля на атомной станции
Экологическая политика
Атомные батареи
Ядерные двигатели
Авария на ЧАЭС
Термоядерный синтез
Термоядерный реактор
Тепловая энергетика
Паровой котел
Тепловые станции
Системы теплоснабжения
Экологические проблемы в теплоэнергетике
Экологический аспект
Электрофильтры
Регенеративные методы
Математическое моделирование экологических систем
Ядерное оружие
Полигон Новая земля
История создания
Информатика
Архитектура ЭВМ
Операционная система
Вычислительные комплексы
Начертательная геометрия
Курс лекций
Практикум по решению задач
Геометрическое черчение
Инженерная графика
Каталог графических примеров

 

Конструкция рентгеновских трубок может быть разной в зависимости от условий применения и предъявляемых требований.

Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии электронов, движущихся с большими скоростями, с веществом

Наивысшей импульсной яркостью по сравнению с другими источниками излучения являются рентгеновские лазеры.

Источником рентгеновского излучения могут являться ускорители частиц

В качестве источников радиоактивного излучения можно использоватьтакие радионуклиды, как железо-55, криптон-85, стронций-90+иттрий-90 , кадмий-109, прометий-147, таллий-204, плутоний-238

В России выпускаются различные модификации медицинских терапевтических аппаратов типа "АГАТ-С"; "Рокус-АМ" ;"АГАТ"

Изотопные источники - устройства, в которых идут ядерные реакции собразованием нейтронов. При этом излучение, испускаемое радионуклидом (например, а-частицы) вступает в ядерную реакцию со специально подобранным веществом (например, бериллием), в результате которой образуются нейтроны.

Другой тип радионуклидного источника нейтронов строится на калифорний-бериллиевой смеси.

Генераторы нейтронов обычно выдают нейтроны со средней энергией 14 МэВ (по d-t реакции) и 2.5 МэВ (по d-d реакции).

Источниками практически всех видов ионизирующих излучений являются ускорители элементарных частиц и ионов.

Электростатический генератор – устройство, в котором напряжение создается при помощи механического переноса электрических зарядов механическим транспортером.

Первый бетатрон для ускорения электронов был построен в 1940 г. Д. Керстом. Бетатрон -это индукционный ускоритель, в котором электроны удерживаются на равновесной круговой орбите растущим синхронно с увеличением энергии магнитным полем. Ускорение происходит за счёт вихревого электрического поля создаваемого переменным магнитным потоком внутри равновесной орбиты. В бетатронах энергия ускоренных электронов может достигать сотни МэВ. Дальнейший рост энергии электронов ограничивается электромагнитным излучением. Наибольшее распространение получили бетатроны на энергию 20 - 50 МэВ.

Бетатрон -это индукционный ускоритель, в котором электроны удерживаются на равновесной круговой орбите растущим синхронно с увеличением энергии магнитным полем. Самый большой линейный ускоритель электронов построен в Стэнфорде.

Современные ускорители - это комплексы, состоящие из нескольких ускорителей.

Реактор - устройство для осуществления управляемой  цепной ядерной реакции с целью выработки тепловой энергии.

Мощными источниками нейтронов являются импульсные реакторы, предназначенные для физических исследований свойств атомного ядра и конденсированных сред.

Такие реакторы были в свое время построены для совершенствования атомного оружия

Мощным реактором взрывного типа является импульсный реактор ЯГУАР, который построен во ВНИИ технической физики в городе Снежинске (Челябинская обл.).

Летом 1960 года в Объединенном институте прошли первые испытания новой установки -импульсного реактора ИБР. Это - единственный в мире источник нейтронов, в котором периодический режим испускания этих ядерных частиц был реализован за счет использования подвижной части активной зоны, вращавшейся между двумя неподвижными частями

Результаты изучения этих состояний позволяют делать выводы для фундаментальной ядерной физики, теории квантового хаоса и многих других актуальных научных направлений.

Реактор БИГР (быстрый импульсный графитовый реактор) является единственным в мире представителем импульсных реакторов самогасящего действия на быстрых нейтронах, активная зона которого выполнена из дисперсионного уран-графитового топлива. Импульсный реактор МИРТ предполагается использовать для моделирования реактивных аварий в моделях ядерных энергетических установок, находящихся в состоянии близком к критическому. Этим он качественно отличается от ВИР-2М и БИГР, на которых возможны эксперименты только с фрагментами одиночных ТВЭЛ ограниченной длины или моделями топливных сборок с небольшим числом топливных элементов.

Изотопные генераторы тепла, электричества и света Поглощение излучения, испускаемого радионуклидами в самом образце, приводит к тому, что образец нагревается.

На этом основан принцип действия изотопных источников тепла и тока (изотопных батарей)

Для конкретности, приведём некоторые примеры использования разных радионуклидов в атомных батареях.

При выборе типа термоионных изотопных батарей для конкретного аппарата следует руководствоваться их назначением.

Атомные батареи в космосе Первое широкое применение атомные батареи нашли в космосе, поскольку именно там требовались источники энергии, способные вырабатывать тепло и электричество в течение длительного времени, в условиях резкого и очень сильного перепада температур, при значительных переменных нагрузках, и поскольку в условиях непилотируемых полётов радиоизлучение от источника питания не несло большой угрозы (в космосе и без него излучений хватает).

Исторически первым был разработан термоэлектрический генератор SNAP-1A мощностью 125 Вт с ртутной защитой

СССР использовал атомные батареи в спутниках типа «Космос»

Основные характеристики КЯЭУ, получившие реальный опыт использования в составе космических аппаратов в США и СССР/России

Перспективно применение атомных батарей и в медицине, например, для снабжения энергией сердечных регуляторов.

Атомные батареи для маяков, бакенов и створных знаков Атомные батареи нашли широкое применение в качестве автономных источников питания маяков, бакенов, створных знаков, автоматических метеостанций, устанавливаемых в труднодоступных регионах.

Другой РИТЭГ, выпускаемый в России, с источником тепла на основе стронций-90 «РИТ-90» представляет собой закрытый источник излучения, в котором топливная композиция обычно в форме керамического титанатастронция-90 (SrTiO3) дважды герметизирована аргоно-дуговой сваркой в капсуле.

Для высокоэнергоёмких радионуклидных энергетических установок в качестве топлива применяют плутоний-238.

Космическая гонка, особенно в военной сфере, потребовала энергооснащенности спутников, в десятки раз превышающей ту, что могли обеспечить солнечные батареи или изотопные источники питания.

В 50-х годах в СССР начаты работы по созданию реакторной термоэлектрической энергоустановки «БУК» с малогабаритным реактором на быстрых нейтронах и находящимся вне реактора термоэлектрическим генератором на полупроводниковых элементах

Выполненный комплекс работ с установкой "Ромашка" показал её абсолютную надёжность и безопасность.

В СССР параллельно работам по созданию ЯЭУ с термоэлектрическими генераторами проводились работы по ЯЭУ с термоэмиссионными преобразователями, имеющими более высокие технические характеристики

Ядерное топливо в Топазе-1 (диоксид урана обогащенный ураном-235) заключено в сердечнике из тугоплавкого материала, служащей катодом (эмиттером) для электронов.

ЯЭУ «Топаз-1» разрабатывалась для спутников радиолокационной разведки, «Топаз-2» – для космических аппаратов системы непосредственного телевизионного вещания из космоса.

Космические ядерные аварии Историческое первенство в космических ядерных авариях принадлежит США - в 1964 г. не смог выйти на орбиту американский навигационный спутник с атомным реактором на борту, и этот реактор развалился в атмосфере вместе со спутником на куски. В СССР первая авария связана с запущенным 18 сентября 1977 4300-килограммовым спутником серии УС-А (псевдоним «Космос-954», параметры орбиты: перигей 259 км, апогей 277 км, наклонение 65 градусов). Спутник входил в состав спутниковой системы морской космической разведки и целеуказания МКРЦ «Легенда», предназначенной для обнаружения кораблей вероятного противника и выдачи данных для применения по ним нашим флотом крылатых ракет. В конце октября 1977 «Космос-954» прекратил регулярные коррекции орбиты, но перевести его на орбиту захоронения не удалось.

Смеси фосфоров с радиоактивными изотопами (обычно с а-излучателями, типа радий-226) давно и широко применяются для оформления контрольных приборов на борту самолёта, часов, елочных игрушек и т.п. - везде, где требуются краски постоянного свечения

В настоящее время к космическим ядерным энергетическим установкам (КЯЭУ) нового поколения предъявляются следующие требования

Основные направления работ в термоэмиссии после завершения работ по программам создания КЯЭУ «ТОПАЗ» и ЯЭУ «Енисей» связаны с необходимостью радикального увеличения к.п.д. с уровня ~10% до 20-30%, ресурса работы электрогенерирующих каналов (ЭГК) и систем в составе ЯЭУ – с 1-2 лет до 10-20 лет при существенном ограничении массогабаритных характеристик

Импульсные реакторы  В науке и технике радионуклиды нашли применение как источники ионизирующего излучения, энергетические источники (тепла или электроэнергии), источники света, ионизаторы воздуха. Источники излучений применяются в таких приборах, как медицинские гамма-терапевтические аппараты, гамма-дефектоскопы, плотномеры, толщиномеры, серомеры, нейтрализаторы статического электричества, радиоизотопные релейные приборы, измерители зольности угля, сигнализаторы обледения, дозиметрическая аппаратура со встроенными источниками и т.п.

Источником ионизирующего излучения может быть космический объект, земной объект, содержащий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающее или способное испускать ионизирующее излучение.

Природные источники ионизируещего излучения Основную часть облучения население Земли получает от естественных источников радиации. Это природные радионуклиды, содержащиеся в земной коре, строительных материалах, воздухе, пище и воде, а также космические лучи. В среднем они определяют 80% годовой эффективной дозы, получаемой людьми, в основном вследствие внутреннего облучения.

Техногенные источники ионизируещего излучения - разнообразные технические устройства и комплексы различного назначения, в которых воплощаются современные достижения в развитии ядерных технологий.

Любой источник излучения характеризуется: Видом излучения – основное внимание уделяется наиболее часто встречающимся на практике источникам γ-излучения, нейтронов, β-, β+-, α-частиц

Альфа-излучатели. Интенсивными источниками а-излучения являются некоторые радионуклиды с большим атомным весом (самарий-146, гадолиний-148, 150, полоний-210, радий-226, актиний-227, протактиний-231, нептуний-237), большинство изотопов тория (Th-228,-229,-230,-232), урана (U-232,-233,-234,-235,-236,-238), плутония (Pu-238,-239,-240,-241,-242), америция (Am-241,-243), кюрия (Cm-242,-243,-244,-245,-246), берклия (Bk-247) и калифорния (Cf-249,-250,-251,-252). При этом часть этих радионуклидов (самарий-146, галолиний-148,150, полоний-210, протактиний-231, плутоний-23 9,-240, нептуний-237) являются практически чистыми альфа-излучателями.

Излучатели нейтронов Нейтроны излучаются трансурановыми радионуклидами при спонтанном (самопроизвольном) делении. К наиболее интенсивным источникам нейтронов относятся: плутоний-238, -240, -242, -244, кюрий-242,-244,-246,-248, калифорний-250,-252,-254.

Как правило, делящиеся материалы выделяют в отдельный класс (особенно при соблюдении правил транспортировки).

Плав уранилнитрата ((UO2(NO3)*6Н2О) - стекловидная масса яркого зеленовато-желтого цвета плотностью 2,8 г/см3 . Плав хорошо растворим в воде, нелетуч, на воздухе не окисляется.

Источники частиц, протонов и атомов отдачи продуктов деления Обычно источником α- частиц является слой какого-либо нелетучего и долгоживущего α-излучающего элемента, отложенный на металлическую подложку (в нейтрализаторах статического электричества применяются эмалевые источники α-излучения). Промышленность выпускает источники альфа-излучения на основе таких радионуклидов, как америций-241, америций-243, кюрий-244, уран-234, плутоний-238, плутоний-239, Кюрий-244 и др.

Изотопные источники электронов Источники бета-частиц выпускаются на базе таких изотопов, как тритий (3Н), Железо-55, никель-63, криптон-85, стронций-90+ иттрий-90, Рутений-106+Родий-106,  Церий-144+Празеодим-144, прометий-147 Таллий-204, Плутоний-238 и др

Более мощными источниками электронов являются ускорители. В отличие от изотопных источников бета-излучения, дающих непрерывный спектр электронов, ускорители дают пучок электронов строго фиксированной энергии, причём и поток и энергия электронов могут варьироваться в широких интервалах.

 

Лекции по радиобиологии

Действие ионизирующих излучений на млекопитающих и человека. Как отмечалось, радиочувствительность млекопитающих, в т.ч. и человека, определяется в первую очередь, радиочувствительностью  красного костного мозга, так как именно дегенерация кроветворной системы при тотальном облучении приводит к гибели организма. Поэтому количественным критерием радиочувствительности служат эквивалентные дозы, при которых животные погибают вследствие проявления костно-мозгового синдрома. Количественные характеристики радиочувствительности животных можно получить построив кривые выживания.

Отдаленные последствия облучения у человека Первичные изменения в организме человека и животных начинают проявляться сразу после облучения, что приводит к заболеванию, например, к острой лучевой болезни. Через определенный промежуток времени больной выздравливает и клинические симтомы болезни могут не проявлятся в течение длительного времени. Однако, через определенный промежуток времени после облучения, в «выздоровевшем» организме могут появиться вторичные эффекты, индуцированные облучением. Такие изменения называются отдаленными последствиями облучения.

Инкорпорированное (внутренее) облучение Живой организм может получить дополнительное облучение не только за счет внешних источников излучения, но и при воздействии инкорпорированных радионуклидов, т.е. радионуклидов поступивших внутрь организма. Характер распределения радионуклидов в организме зависит от химических свойств элемента, формы вводимого химического соединения, от физиологического состояния организма.

Модификация радиочувствительности. Радиопротекторы, радиосенсибилизаторы. Кислородный эффект при облучении организмов. Под модификацией радиочувствительности понимают усиление или ослабление чувствительности живого объекта к действию ионизирующей радиации. Вещества, которые усиливают или ослабляют радиобиологический эффект, называются радиомодификаторами. Химические соединения, которые ослабляют эффект воздействия ионизирующих излучений, являются радиопротекторами

Природный радиационный фон и источники формирования радиационного фона Все организмы,  живущие на Земле, подвергаются непрерывному об­лучению за счет излучения естественных и искусственных источников ионизирую­щих излучений, т.е. радиационного фона. Радиационный фон биосферы формруется за счет излучения естественных радионуклидов, искусственных источников излучения, находящихся в окружающей среде и космического излучения.

Загрязнение окружающей среды в результате ядерных взрывов Образование радиоактивных продуктов ядерных взрывов. Ядерные взрывы осуществляются в результате двух типов ядерных превращений. Первоначально были созданы атомные бомбы, в которых выделение огромного количества энергии осуществлялось в результате деления природного урана ( 235U)  или плутония- (239Pu), полученного в реакторе из урана (238U).

Аварии на атомных реакторах, как источники загрязнения внешней среды радионуклидами Многолетний опыт эксплуатации реакторов в различных странах показывает, что при нормальном режиме их работы, выброс радиоактивных продуктов деления ядерного горючего в окружающую среду сравнительно невелик. Подсчитано, что при безаварийной работе всех ядерных энергетических установок планеты с суммарной мощностью 2∙106  МВт радиационный фон к 2000 году повысился бы приблизительно на 4 % за счет поступления искусственных радионуклидов в биосферу. К сожалению, число «незапланиро­ванных» утечек продуктов ядерного деления в атмосферу, различного рода происшествий и аварии на этих объектах по-прежнему остается весьма значительным

Радиоактивные аэрозоли в атмосфере. Основным источником загрязнения объектов внешней среды являются радиоактивные аэрозоли, вносимые в атмосферу в ре­зультате ядерных взрывов, а также аварий и разруше­ний атомных электростанций и предприятий ядерно-топливного цикла. Радиоактивные аэрозоли, инжекти­рованные в атмосферу, постепенно осаждаются и загрязняют поверхность Земли. В растительные организмы радионуклиды могут поступать  воздушным путем (через устьица в процессе газообмена) и через почву при поглощении корнями воды и минеральных веществ. В животные организмы радиоактивные соединения попадают через дыхательные пути, через кожный покров и вместе с пищей и водой

Радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности. Словосочетанием «радиационная безопасность» обозначают систему законов, норм, правил, направленных на охрану здоровья людей от вредного воздействия ионизирующих излучений при практическом  использовании радиации и при радиационных авариях.

Требования к ограничению облучения населения Для ограничения облучения населения отдельными техногенными источниками при их нормальной эксплуатации федеральным органом госсанэпиднадзора  могут устанавливатся квоты (доли) предела годовой дозы для разных видов источников так, чтобы сумма квот не превышала пределов дозы, указанных в таблице 1.

На главную