Канальный кипящий графитовый реактор Реакторы водо-водяного типа Реакторы на быстрых нейтронах Задачи по физике ядра Испытания ядерного оружия Атомные батареи Физика ядерного реактора

Радиоактивное излучение Атомные реакторы и батареи

Изотопы для атомных батарей

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). В изотопных (атомных) батареях тепловая энергия превращается в электрическую энергию путем термоэлектрического преобразователя; при этом коэффициент полезного действия составляет 3 - 5%.

Радионуклидный источник энергии - источник энергии, основанный на превращении кинетической энергии, выделяющейся при распаде ядер радионуклидов, в тепловую; преобразование тепловой энергии в электрическую осуществляется с помощью термоэлектрических генераторов. Применяется в космических энергоустановках малой мощности.

Ядерная батарея (атомная батарея), блок источников электрического тока, работающих на энергии распада радиоактивных элементов (напр., 90Sr, 137Cs). Мощность от нескольких Вт до нескольких сотен Вт. Миниатюрный автономный источник электроэнергии на космических летательных аппаратах, маяках и бакенах, в мобильных телефонах, стимуляторах сердечной деятельности, слуховых аппаратах и часах, а также в системах регенерации воды, установленных на космических аппаратах. Атомные батареи занимают небольшой объем, не нуждаются в уходе и надежны даже в экстремальных условиях.

В настоящее время накоплено огромное количество радиоактивных изотопов. При их распаде выделяется тепловая энергия, которую при желании можно преобразовать в электрическую. Тепловая энергия - это конечный продукт торможения в веществе частиц, образующихся при радиоактивных распадах. Первоначально такие источники получили распространение в космосе в необитаемых кораблях, поскольку не надо было беспокоиться об их защите. В дальнейшем они нашли применение и иных областях человеческой деятельности, где использование других источников энергии либо невозможно, либо совершенно нерентабельно.

Источники теплового потока обычно изготавливаются на основе таких радионуклидов, как никель-63, очень мягкий Р-излучатель, Т= 91,6 лет), стронций-90 (Т=29 лет)+иттрий-90 (Т=64 часа, 90Sr и 90Y находятся в вековом равновесии, оба Р-излучатели), цезий-137 (Р-,у-излучатель, Т= 26,6 лет), церий-144 ф- излучатель, Т=290 дней), прометий-147 (мягкий Р-излучатель, Т=2,64 года), 210Ро (а-излучатель, Еа= 5,3 МэВ, Т= 138,4 суток) плутоний-238 (а-излучатель 238, Т=89 лет), кюрий-242 (а-излучатель, Т=162,5 дня), кюрий-244 (а-излучатель, Т=17,6 лет) и др.

Радиометрия – комплекс способов, методов идентификации и количественного измерения ионизирующих излучений, радиоактивных элементов по интенсивности излучения. Радиометр – прибор для измерения активности радионуклида(подробно см. лек.?).

Дезактивация - удаление радиоактивных веществ с какой-либо поверхности или какой-либо среды, в т.ч. и из организма человека.

Радиационный риск - вероятность того, что у человека в результате облучения возникнет какой-либо вредный эффект.

Эффекты облучения детерминированные - клинически выявляемые вредные биологические эффекты облучения, в отношении которых предполагается существование порога эквивалентной дозы. Выше порога эквивалентной дозы тяжесть эффекта зависит от дозы, ниже – эффект не обнаруживается.

Эффекты облучения стохастические – вредные биологические эффекты облучения вероятностного характера, не имеющие дозового порога. Вероятность возникновения этих эффектов пропорционально эквивалентной дозе, а тяжесть их проявления не зависит от дозы.

Типы ионизирующих излучений

Ионизирующими называют различные типы излучений, обладающие способностью вызывать ионизацию атомов, молекул  облучаемого вещества. Ионизация обусловлена взаимодействием излучения с электронными оболочками и ядрами атомов, вследствие чего энергия квантов или частиц излучения поглощается электронами. В процессе ионизации нейтральных молекул возникают положительно и отрицательно заряженные ионы. Ионизация обычно происходит путем отрыва электронов  внешних орбиталей. Количество энергии, достаточное для отрыва электрона от атома называется ионизационным потенциалом.

Энергия ионизирующих частиц и квантов измеряется в электронвольтах (1 эВ = 1,6 ×10-19 Дж; 1 Дж = 6,24 ×1018 эВ). 1 электронвольт - эта энергия электрона, которую он приобретает при пролете его между пластинами конденсатора с разностью потенциалов 1 В и расстоянием между ними 1м. В радиобиологии широко используется производные единицы от электронвольта: 1 килоэлектронвольт (кэВ) = 1000 эВ; 1 мегаэлектронвольт (МэВ) = 1000 кэВ). Для ионизации атомов, входящих в состав биологических молекул, достаточно поглощения атомами минимальной энергии 10 –12 эВ. 


На главную