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

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

На Рис. 1-3 приведены их конструктивно-компоновочные схемы.

Рис 3. КЯЭУ «БУК» 1 – реактор; 2 – трубопровод жидкометаллического контура; 3 – радиационная защита; 4 – компенсационный бак ЖМК; 5 – холодильник-излучатель; 6 – ТЭГ; 7 – силовая рамная конструкция.

Можно сказать, что использование радиоизотопных источников тепла вместо химических позволило в десятки и даже в сотни раз увеличить длительность пребывания спутников на орбите. Однако при использовании спутников с большим энергопотреблением мощности радиоизотопных генераторов оказывается недостаточно. При энергопотреблении более 500 Вт более рентабельно использовать ядерную реакцию деления, т.е. маленькие атомные станции.

  Нейтрино - электрически нейтральная элементарная частица с нулевой массой покоя со спином ½. Ионизирующая его способность очень мала: в воздухе один акт ионизации приходится на 500 км пробега. Проникающая способность огромна: пробег нейтрино с энергией 1 МэВ в свинце составляет 1018 м. Антинейтрино – античастица по отношению к нейтрино.

Энергия, освобождаемая при каждом акте радиоактивного распада, распределяется между b-частицей и нейтрино. Распределение энергии между этими частицами носит случайный характер  и подчиняется статистическим законам. Поэтому энергетический спектр бета-излучения является неперерывным, т.е. в потоке b-излучения определенного изотопа, есть частицы с различными значениями энергии - от нуля до некоторого максимального значения.

 Различные радионуклиды отличаются друг от друга по уровню энергии испускаемых b-частиц. Начальная энергия этих частиц может составлять от 15 – 50 кЭв (мягкое b- излучение) до 3- 12 МэВ (жесткое b- излучение). Скорость движения b-частиц в вакууме составляет от 1×1010 до 3×1010 см/с. Длина пути пробега b-частиц в веществе зависит от начальной энергии частицы и от плотности облучаемого обьекта. Длина пути пробега этих частиц в воздухе может доходить до  25 м, в биологических тканях – до 1 см. Траектория движения их в веществе не прямолинейная, т.к. электроны и позитроны легко изменяют направление движения под действием электрических и магнитных полей атомов. Бета-излучение, по сравнению с α-лучами, обладает небольшим ионизирующим эффектом. Так, в воздухе оно образует 50-100 пар ионов в расчете на 1 см пути пробега.

Как отмечалось выше, этот тип излучения возникает при b- распаде радиоактивных ядер. Бета –распад  - произвольный процесс превращения ра­диоактивного ядра в другое ядро (массовое число его не изменяется, а зарядовое число изменяется на DZ = ± I) с испусканием электрона (позитрона) и антинейтрино (нейтрино).

Различают три вида b -распада:

1. b- -распад протекает  согласно схеме :

AX →Z+1A- Y + 0e +0n

где ,°е — символическое обозначение электрона, 0n — электронное антиней­трино (антинейтрино, сопутствующее ипусканию электрона). При b- -распа­де массовое число дочернего вещества не изменяется, а зарядовое число увеличивается на единицу.

Примеры b- - распада:

14C ® 14N + 0e +0n

214Pb ®  214Bi + 0e +0n

2. b+ - распад протекает по следующей схеме:

AX →Z-1A- Y + 0e +0n,

  где 0e - позитрон (античастица по отношению к электрону), 0n - позитронное нейтрино (нейтрино, сопутствующее испусканию позитрона).

Примеры b+ - распада :

Na → Ne + 0e +0n,

P→ Si + 0e +0n,


На главную