KRIITTINEN MASSA, halkeamiskykyisen materiaalin vähimmäismassa, joka vaaditaan KETJUREAKTION käynnistämiseen atomipommissa tai atomireaktorissa. Atomipommissa räjähtävä materiaali on jaettu osiin, joista jokainen on vähemmän kuin kriittinen ... ... Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja
Katso MASSAKRIITTINEN. Raizberg B.A., Lozovsky L.Sh., Starodubtseva E.B. Moderni taloussanakirja. 2. painos, rev. M .: INFRA M. 479 s .. 1999 ... Taloussanakirja
KRIITTINEN MASSA- pienin (katso) halkeamiskelpoinen aine (uraani 233 tai 235, plutonium 239 jne.), jossa voi tapahtua ja edetä itseään ylläpitävä atomiytimien fissioketjureaktio. Kriittisen massan arvo riippuu halkeamiskelpoisen materiaalin tyypistä, sen ... ... Suuri ammattikorkeakoulun tietosanakirja
KRIITTINEN massa, halkeamiskelpoisen materiaalin (ydinpolttoaineen) vähimmäismassa, joka varmistaa itsestään ylläpitävän ydinfissioketjureaktion kulun. Kriittisen massan (Mcr) arvo riippuu ydinpolttoaineen tyypistä ja sen geometrisesta ... ... Nykyaikainen tietosanakirja
Halkeamiskelpoisen materiaalin vähimmäismassa, joka varmistaa itsestään ylläpitävän ydinfissioketjureaktion kulun ... Suuri tietosanakirja
Kriittinen massa on pienin polttoaineen massa, jossa itseään ylläpitävä ydinfission ketjureaktio voi edetä tietyllä ytimen rakenteella ja koostumuksella (riippuu monista tekijöistä, esimerkiksi: polttoaineen koostumus, hidastin, muoto ... .. . Ydinvoiman termit
kriittinen massa- Pienin polttoainemassa, jossa ydinfission itseään ylläpitävä ketjureaktio voi edetä tietyllä sydämen rakenteella ja koostumuksella (riippuu monista tekijöistä, esimerkiksi: polttoaineen koostumus, hidastin, sydämen muoto ja ... .. . Teknisen kääntäjän käsikirja
Kriittinen massa- KRIITTINEN MASSA, halkeamiskelpoisen materiaalin (ydinpolttoaineen) pienin massa, joka varmistaa itsestään ylläpitävän ydinfissioketjureaktion. Kriittisen massan (Mcr) arvo riippuu ydinpolttoaineen tyypistä ja sen geometrisesta ... ... Kuvitettu tietosanakirja
Vähimmäismäärä ydinpolttoainetta, joka sisältää halkeavia nuklideja (233U, 235U, 239Pu, 251Cf), kromilla, ydinfissioketjureaktio on mahdollinen (katso Ydinfissio. Ydinreaktori, Ydinräjähdys). K.m. riippuu koosta ja muodosta ...... Fyysinen tietosanakirja
Halkeamiskelpoisen materiaalin vähimmäismassa, joka varmistaa itsestään ylläpitävän ydinfissioketjureaktion. * * * KRIITTINEN MASSA KRIITTINEN MASSA, halkeamiskelpoisen materiaalin vähimmäismassa, joka varmistaa itseään ylläpitävän ... tietosanakirja
Kirjat
- Kriittinen massa, Veselova N., Natalia Veselovan kirjassa, Venäjän alueidenvälisen kirjailijaliiton jäsen, Venäjän kirjallisuuden ja kuvataiteen akatemian täysjäsen. G. R. Derzhavin, valitut osallistuivat ... Kategoria: Muut julkaisut
- Kriittinen massa, Natalia Veselova, Natalia Veselovan kirjassa, Venäjän alueidenvälisen kirjailijaliiton jäsen, Venäjän kirjallisuuden ja kuvataiteen akatemian täysjäsen. G.R. Derzhavin, mukana valikoituja tarinoita ... Luokka:
Sivusto esittelee galvanointitekniikan perusteita. Sähkökemiallisten ja kemiallisten pinnoitteiden valmistus- ja levitysprosesseja sekä pinnoitteen laadunvalvontamenetelmiä tarkastellaan yksityiskohtaisesti. Pää- ja lisälaitteet on kuvattu galvanoimalla. Tietoa galvaanisen tuotannon koneistamisesta ja automatisoinnista sekä sanitaatio- ja turvatoimista annetaan.
Kohdetta voidaan käyttää tuotannon työntekijöiden ammatilliseen koulutukseen.
Suojaavien, suojaavien, koristeellisten ja erikoispinnoitteiden käyttö mahdollistaa monien ongelmien ratkaisemisen, joista tärkeällä sijalla on metallien suojaaminen korroosiolta. Metallien korroosio eli niiden tuhoutuminen ympäristön sähkökemiallisesta tai kemiallisesta vaikutuksesta aiheuttaa valtavia vahinkoja kansantaloudelle. Joka vuosi korroosion seurauksena jopa 10-15 % metallin vuotuisesta tuotannosta arvokkaiden osien ja rakenteiden, monimutkaisten instrumenttien ja koneiden muodossa poistuu käytöstä. Joissakin tapauksissa korroosio johtaa onnettomuuksiin.
Galvanoidut pinnoitteet ovat yksi tehokkaista korroosiosuojamenetelmistä, niitä käytetään myös laajasti antamaan osien pinnalle arvokkaita erityisominaisuuksia: lisääntynyt kovuus ja kulutuskestävyys, korkea heijastavuus, parannetut kitkanestoominaisuudet, pinnan sähkönjohtavuus, helpompaa juotettavuutta ja lopuksi yksinkertaisesti parantaakseen tuotteiden ulkoista tyyppiä.
Venäläiset tiedemiehet ovat luoneet monia tärkeitä metallien sähkökemiallisen käsittelyn menetelmiä. Näin ollen sähkömuovauksen luominen on akateemikko B. S. Jacobin (1837) ansio. Tärkein työ galvanoinnissa kuuluu venäläisille tutkijoille E. Kh. Lenz ja I. M. Fedorovsky. Sähköpinnoituksen kehitys lokakuun vallankumouksen jälkeen liittyy erottamattomasti tieteellisten professorien N. T. Kudryavtsevin, V. I. Linerin, N. P. Fedotjevin ja monien muiden nimiin.
Päällystysprosessien standardoimiseksi ja normalisoimiseksi on tehty paljon työtä. Jyrkästi kasvava työmäärä, galvanointipajojen mekanisointi ja automatisointi vaativat selkeää prosessien säätelyä, huolellista elektrolyyttien valintaa pinnoitukseen, tehokkaimpien menetelmien valintaa osien pinnan valmisteluun ennen galvanoitujen pinnoitteiden pinnoittamista ja lopputoimenpiteitä, sekä luotettavia menetelmiä tuotteiden laadunvalvontaan. Näissä olosuhteissa ammattitaitoisen galvanointityöntekijän rooli kasvaa jyrkästi.
Tämän sivuston päätavoite on auttaa teknillisten korkeakoulujen opiskelijoita hallitsemaan galvanointityöntekijän ammatin, joka tuntee nykyaikaisia teknologisia prosesseja, joita käytetään kehittyneissä galvanoinnissa.
Elektrolyyttinen kromaus on tehokas tapa lisätä hankausosien kulutuskestävyyttä, suojata niitä korroosiolta sekä suoja- ja koristeviimeistelymenetelmä. Kromipinnoitus tuo merkittäviä säästöjä kuluneita osia kunnostettaessa. Kromipinnoitusprosessia käytetään laajalti kansantaloudessa. Useat tutkimusorganisaatiot, laitokset, yliopistot ja koneenrakennusyritykset työskentelevät sen parantamiseksi. Tehokkaampia elektrolyyttejä ja kromipinnoitusmuotoja on syntymässä, kehitetään menetelmiä kromiosien mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi, minkä seurauksena kromipinnoituksen kattavuus laajenee. Nykyaikaisen kromipinnoitustekniikan perusteiden tuntemus edistää normatiivisen ja teknisen dokumentaation ohjeiden täyttämistä ja laajan alan ammattilaisten luovaa osallistumista kromipinnoituksen jatkokehitykseen.
Sivustolla kehitettiin kysymyksiä kromauksen vaikutuksesta osien lujuuteen, laajennettiin tehokkaiden elektrolyyttien ja teknologisten prosessien käyttöä, esiteltiin uusi osio kromipinnoituksen tehokkuuden parantamismenetelmistä. Pääosat on suunniteltu uudelleen ottaen huomioon nporpecsivnyh-kehitys kromipinnoitustekniikassa. Annetut ripustuskalusteiden tekniset ohjeet ja mallit ovat esimerkillisiä ja ohjaavat lukijaa kromausolosuhteiden valinnassa ja ripustuskalusteiden suunnittelun periaatteissa.
Kaikkien koneenrakennuksen ja instrumenttien valmistuksen alojen jatkuva kehitys on johtanut elektrolyyttisten ja kemiallisten pinnoitteiden käyttöalueen merkittävään laajentumiseen.
Metallien kemiallisella pinnoituksella, yhdessä galvaanisen metallin kanssa, luodaan pinnoitteita monenlaisille eristeille: muovit, keramiikka, ferriitit, lasikeraamit ja muut materiaalit. Metalloidun pinnan omaavien osien valmistus näistä materiaaleista varmisti uusien suunnittelu- ja teknisten ratkaisujen käyttöönoton, tuotteiden laadun paranemisen sekä laitteiden, koneiden ja kulutustavaroiden tuotantokustannusten alenemisen.
Metallipinnoitettuja muoviosia käytetään laajalti autoteollisuudessa, radiotekniikassa ja muilla kansantalouden sektoreilla. Polymeerimateriaalien metallointiprosessit ovat tulleet erityisen tärkeiksi piirilevyjen valmistuksessa, jotka ovat nykyaikaisten elektroniikkalaitteiden ja radiotekniikan tuotteiden perusta.
Esite sisältää tarvittavat tiedot eristeiden kemiallis-elektrolyyttisen metalloinnin prosesseista, metallien kemiallisen laskeuman pääsäännöt esitetään. Elektrolyyttisten pinnoitteiden ominaisuudet muovien metalloinnin aikana on esitetty. Merkittävää huomiota kiinnitetään painettujen piirilevyjen valmistustekniikkaan sekä metallointiprosesseissa käytettävien ratkaisujen analysointimenetelmiin sekä niiden valmistus- ja korjausmenetelmiin.
Sivusto esittelee saavutettavalla ja viihdyttävällä tavalla fysikaalista luontoa ionisoivan säteilyn ja radioaktiivisuuden ominaisuuksien, erilaisten säteilyannosten vaikutuksen eläviin organismeihin, säteilyvaaran suojaus- ja ehkäisymenetelmien sekä radioaktiivisten isotooppien käyttömahdollisuuksiin. tunnistaa ja hoitaa ihmisten sairauksia.
Turvallista käyttöä varten ydinvaarallisten halkeamiskelpoisten aineiden kanssa laitteiston parametrien tulee olla kriittisiä pienempiä. Ydinturvallisuuden sääntelyparametreina käytetään seuraavia: ydinvaarallisen halkeamiskelpoisen aineen määrä, pitoisuus ja tilavuus; sylinterin muotoisten laitteiden halkaisija; tasainen kerrospaksuus levymäisille laitteille. Normaali parametri asetetaan sallitun parametrin perusteella, joka on pienempi kuin kriittinen ja jota ei saa ylittää laitteen käytön aikana. Samalla on välttämätöntä, että kriittisiin parametreihin vaikuttavat ominaisuudet ovat tiukasti määritellyissä rajoissa. Käytetään seuraavia kelvollisia parametreja: lukumäärä M add , tilavuus V add , halkaisija D add , kerrospaksuus t add .
Käyttämällä kriittisten parametrien riippuvuutta ydinvaarallisen halkeavan nuklidin pitoisuudesta määritetään sellainen kriittisen parametrin arvo, jonka alapuolella SCRD on mahdotonta millä tahansa pitoisuudella. Esimerkiksi plutoniumsuolan ja rikastetun uraanin liuoksilla äärettömän sylinterin kriittinen massa, tilavuus, halkaisija ja äärettömän tasaisen kerroksen paksuus ovat minimissään optimaalisen hidastuvuuden alueella. Metallisella rikastetun uraanin ja veden seoksilla kriittisellä massalla, kuten liuoksillakin, on selvä minimi optimaalisen hidastuvuuden alueella ja kriittinen tilavuus, äärettömän sylinterin halkaisija ja äärettömän tasaisen kerroksen paksuus korkealla. rikastuksella (>35%) on minimiarvot ilman moderaattoria (r n /r 5 =0); alle 35 %:n rikastuksessa seoksen kriittiset parametrit ovat minimissään optimaalisessa hidastuvuussuhteessa. On selvää, että kriittisten vähimmäisparametrien perusteella asetetut parametrit varmistavat turvallisuuden koko pitoisuusalueella. Näitä parametreja kutsutaan turvallisiksi, ne ovat pienempiä kuin kriittiset vähimmäisparametrit. Käytetään seuraavia turvallisia parametreja: määrä, pitoisuus, tilavuus, halkaisija, kerrospaksuus.
Järjestelmän ydinturvallisuutta varmistettaessa halkeamiskelpoisen nuklidin pitoisuutta (joskus hidastimen määrää) rajoittaa välttämättä sallittu parametri, kun taas turvallista parametria käytettäessä pitoisuudelle ei aseteta rajoituksia ( tai moderaattorin määrästä).
2 KRIITTINEN MASSA
Se, kehittyykö ketjureaktio vai ei, riippuu neljän prosessin kilpailun tuloksesta:
(1) Neutronien purkaminen uraanista,
(2) neutronien sieppaus uraanilla ilman fissiota,
(3) neutronien vangitseminen epäpuhtauksilla.
(4) neutronien talteenotto uraanilla fissiolla.
Jos neutronien häviö kolmessa ensimmäisessä prosessissa on pienempi kuin neljännessä vapautuneiden neutronien lukumäärä, tapahtuu ketjureaktio; muuten se on mahdotonta. On selvää, että jos kolmesta ensimmäisestä prosessista on erittäin todennäköistä, niin fission aikana vapautuvien neutronien ylimäärä ei pysty varmistamaan reaktion jatkumista. Esimerkiksi siinä tapauksessa, että prosessin (2) (uraanin talteenotto ilman fissiota) todennäköisyys on paljon suurempi kuin fissiolla tapahtuvan talteenoton todennäköisyys, ketjureaktio on mahdoton. Lisävaikeuden tuo mukanaan luonnonuraanin isotooppi: se koostuu kolmesta isotoopista: 234U, 235U ja 238U, joiden osuudet ovat 0,006, 0,7 ja 99,3 %. On tärkeää, että prosessien (2) ja (4) todennäköisyydet ovat erilaiset eri isotoopeille ja riippuvat eri tavalla neutronien energiasta.
Eri prosessien kilpailun arvioimiseksi aineen ydinfission ketjuprosessin kehittymisen kannalta otetaan käyttöön "kriittisen massan" käsite.
Kriittinen massa on halkeamiskelpoisen materiaalin vähimmäismassa, joka varmistaa itsestään ylläpitävän ydinfissioketjureaktion kulun. Kriittinen massa on mitä pienempi, sitä lyhyempi fission puoliintumisaika ja sitä suurempi on työskentelyelementin rikastuminen halkeavalla isotoopilla.
Kriittinen massa - halkeamiskelpoisen materiaalin vähimmäismäärä, joka tarvitaan itseään ylläpitävän fissioketjureaktion käynnistämiseen. Neutronien kerroin tällaisessa ainemäärässä on yhtä suuri kuin yksikkö.
Kriittinen massa on reaktorin fissioituvan materiaalin massa, joka on kriittisessä tilassa.
Ydinreaktorin kriittiset mitat- reaktorisydämen pienimmät mitat, joissa itseään ylläpitävä ydinpolttoaineen fissioreaktio voidaan vielä suorittaa. Yleensä kriittisen koon alle otetaan aktiivisen alueen kriittinen tilavuus.
Ydinreaktorin kriittinen tilavuus- reaktorisydämen tilavuus kriittisessä tilassa.
Uraanista vapautuvien neutronien suhteellista määrää voidaan vähentää kokoa ja muotoa muuttamalla. Pallossa pintavaikutukset ovat verrannollisia neliöön ja tilavuusvaikutukset ovat verrannollisia säteen kuutioon. Neutronien karkaaminen uraanista on pintailmiö, riippuen pinnan koosta; Sieppaus fissiolla tapahtuu koko materiaalin miehittämässä tilavuudessa, ja siksi on
tilavuusvaikutus. Mitä suurempi uraanin määrä on, sitä epätodennäköisempää on, että uraanin tilavuudesta tuleva neutronien emissio ylittää fissioiden talteenoton ja estää ketjureaktion. Neutronien menetys ei-fissiokaappauksille on bulkkivaikutus, joka on samanlainen kuin neutronien vapautuminen fissiokaappauksessa, joten koon lisääminen ei muuta niiden suhteellista merkitystä.
Uraania sisältävän laitteen kriittiset mitat voidaan määritellä mitoiksi, joissa fission aikana vapautuvien neutronien määrä on täsmälleen yhtä suuri kuin niiden menetys emissiosta ja talteenotosta, joihin ei liity fissiota. Toisin sanoen, jos mitat ovat pienempiä kuin kriittiset, niin määritelmän mukaan ketjureaktio ei voi kehittyä.
Vain parittomat isotoopit voivat muodostaa kriittisen massan. Vain 235 U löytyy luonnosta, ja 239 Pu ja 233 U ovat keinotekoisia, ne muodostuvat ydinreaktorissa (238 U:n ytimien neutronien sieppauksen seurauksena
ja 232 Th, jota seuraa kaksi peräkkäistä β-hajoamista).
AT luonnonuraanissa fissioketjureaktio ei voi kehittyä minkään uraanimäärän kanssa, mutta isotoopeissa, kuten esim. 235 U ja 239 Pu -ketjuprosessi saavutetaan suhteellisen helposti. Neutronimoderaattorin läsnä ollessa ketjureaktio tapahtuu myös luonnonuraanissa.
Välttämätön edellytys ketjureaktion toteuttamiselle on riittävän suuren määrän halkeamiskelpoista materiaalia läsnäolo, koska pienikokoisissa näytteissä useimmat neutronit lentävät näytteen läpi osumatta mihinkään ytimeen. Ydinräjähdyksen ketjureaktio tapahtuu, kun
jonkin kriittisen massan omaavaa halkeavaa materiaalia.
Olkoon fissiokykyinen ainepala, esimerkiksi 235 U, johon neutroni tulee. Tämä neutroni joko aiheuttaa fission tai absorboi sen turhaan aineeseen tai diffundoituessaan tulee ulos ulkopinnan läpi. Tärkeää on mitä tapahtuu seuraavassa vaiheessa - väheneekö vai pieneneekö keskimääräinen neutronien lukumäärä, ts. heikentää tai kehittää ketjureaktiota, ts. onko järjestelmä alikriittisessä vai ylikriittisessä (räjähdysherkässä) tilassa. Koska neutronien emissioa säätelee koko (pallon tapauksessa säde), syntyy käsitys kriittisestä koosta (ja massasta). Jotta räjähdys kehittyy, koon on oltava suurempi kuin kriittinen.
Fissioituvan järjestelmän kriittinen koko voidaan arvioida, jos fissioituvan materiaalin neutronireitin pituus tunnetaan.
Aineen läpi lentävä neutroni törmää ajoittain ytimeen, se näyttää näkevän sen poikkileikkauksen. Sydämen poikkileikkauksen koko σ=10-24 cm2 (nato). Jos N on ytimien lukumäärä kuutiosenttimetrissä, niin yhdistelmä L =1/N σ antaa keskimääräisen neutronireitin suhteessa ydinreaktioon. Neutronireitin pituus on ainoa mitta-arvo, joka voi toimia lähtökohtana kriittisen koon arvioinnissa. Missä tahansa fysikaalisessa teoriassa käytetään samankaltaisuusmenetelmiä, jotka puolestaan rakentuvat dimensiosuureiden, järjestelmän ominaisuuksien ja aineen dimensioimattomista yhdistelmistä. Niin mittaamaton
luku on halkeamiskelpoisen materiaalin kappaleen säteen suhde siinä olevien neutronien matkan pituuteen. Jos oletetaan, että dimensioton luku on yksikköluokkaa ja polun pituus tyypillisellä arvolla N = 1023, L = 10 cm
(jos σ = 1) (yleensä σ on yleensä paljon suurempi kuin 1, joten kriittinen massa on pienempi kuin arviomme). Kriittinen massa riippuu tietyn nuklidin fissioreaktion poikkileikkauksesta. Joten atomipommin luomiseen tarvitaan noin 3 kg plutoniumia tai 8 kg 235 U (räjähdyskaaviolla ja puhtaan 235 U:n tapauksessa), jonka massa on noin 8,5 cm, mikä on yllättävän hyvä arviomme mukaisesti
R \u003d L \u003d 10 cm).
Johdetaan nyt tiukempi kaava fissioituvan materiaalin palan kriittisen koon laskemiseksi.
Kuten tiedetään, uraaniytimen hajoaminen tuottaa useita vapaita neutroneja. Jotkut niistä poistuvat näytteestä, ja jotkut absorboituvat muihin ytimiin, mikä aiheuttaa niiden fission. Ketjureaktio tapahtuu, jos neutronien määrä näytteessä alkaa kasvaa lumivyöryn tavoin. Neutronidiffuusioyhtälöä voidaan käyttää kriittisen massan määrittämiseen:
∂C |
D C + β C |
||
∂t |
|||
jossa C on neutronipitoisuus, β>0 on neutronien lisääntymisreaktion nopeusvakio (samanlainen kuin radioaktiivisen vaimennusvakion mitta on 1/s, D on neutronien diffuusiokerroin,
Olkoon näyte pallomainen säteellä R. Sitten yhtälöön (1) on löydettävä ratkaisu, joka täyttää rajaehdon: C (R,t )=0.
Tehdään sitten muutos C = ν e β t
∂C |
∂ν |
||||||||||||||||||||||||||||||||
v = D |
+ βν e |
||||||||||||||||||||||||||||||||
∂t |
∂t |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Olemme saaneet klassisen lämmönjohtavuuden yhtälön: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
∂ν |
Dv |
||||||||||||||||||||||||||||||||
∂t |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Tämän yhtälön ratkaisu tunnetaan hyvin |
π 2 n 2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ν(r, t)= |
synti n re |
||||||||||||||||||||||||||||||||
π 2 n |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
β − |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
C(r, t) = |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
synti n re |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
r n = 1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Ketjureaktio menee ehdon alle (eli |
C(r, t) |
t →∞ → ∞ ), että ainakin yhdelle n kerroin in |
|||||||||||||||||||||||||||||||
eksponentti on positiivinen. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Jos β − π 2 n 2 D > 0, |
sitten β > π 2 n 2 D ja pallon kriittinen säde: |
R = n |
|||||||||||||||||||||||||||||||
Jos π |
≥ R , niin millekään n:lle ei ole kasvavaa eksponenttia |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Jos π |
< R , то хотя бы при одном n мы получим растущую экспоненту. |
||||||||||||||||||||||||||||||||
Rajoitamme itsemme sarjan ensimmäiseen jäseneen, n = 1: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
R = π |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Kriittinen massa: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
M = ρ V = ρ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Pallon säteen minimiarvoa, jolla ketjureaktio tapahtuu, kutsutaan
kriittinen säde , ja vastaavan pallon massa on kriittinen massa.
Korvaamalla R:n arvon, saadaan kaava kriittisen massan laskemiseksi:
M cr = ρπ 4 4 D 2 (9) 3 β
Kriittisen massan arvo riippuu näytteen muodosta, neutronien kertoimesta ja neutronien diffuusiokertoimesta. Niiden määrittäminen on monimutkainen kokeellinen ongelma, joten saatua kaavaa käytetään ilmoitettujen kertoimien määrittämiseen ja suoritetut laskelmat ovat todiste kriittisen massan olemassaolosta.
Näytekoon rooli on ilmeinen: koon pienentyessä sen pinnan kautta emittoivien neutronien prosenttiosuus kasvaa, joten pienillä (alle kriittisten!) näytekooilla ketjureaktio tulee mahdottomaksi, vaikka absorptio- ja absorptioprosessien välinen suhde olisi suotuisa. neutronien tuotanto.
Korkeasti rikastetun uraanin kriittinen massa on noin 52 kg, aselaatuisen plutoniumin 11 kg. Ydinmateriaalien varkauksilta suojaamista koskevat säädökset osoittavat kriittiset massat: 5 kg 235 U tai 2 kg plutoniumia (atomipommin räjähdyskaavio). Tykkijärjestelmän kriittiset massat ovat paljon suurempia. Näiden arvojen pohjalta rakennetaan halkeamiskelpoisten aineiden suojelun tehokkuutta terrori-iskuilta.
Kommentti. 93,5 % rikastetun uraanimetallijärjestelmän (93,5 % 235 U; 6,5 % 238 U) kriittinen massa on 52 kg ilman heijastinta ja 8,9 kg, kun järjestelmää ympäröi. Uraanin vesiliuoksen kriittinen massa on noin 5 kg.
Kriittisen massan arvo riippuu aineen ominaisuuksista (kuten fissio- ja säteilynsieppauspoikkileikkauksista), tiheydestä, epäpuhtauksien määrästä, tuotteen muodosta ja myös ympäristöstä. Esimerkiksi neutroniheijastimien läsnäolo voi pienentää kriittistä massaa huomattavasti. Tietyn halkeamiskelpoisen materiaalin osalta kriittisen massan muodostavan materiaalin määrä voi vaihdella laajalla alueella ja riippuu heijastimen tiheydestä, ominaisuuksista (materiaalin tyyppi ja paksuus) sekä inerttien laimennusaineiden luonteesta ja prosenttiosuudesta (esim. happi uraanioksidissa, 238 U osittain rikastetussa 235 U tai kemiallisissa epäpuhtauksissa).
Vertailun vuoksi tässä on ilman heijastinta olevien pallojen kriittiset massat useille erityyppisille materiaaleille, joilla on tietty standarditiheys.
Vertailun vuoksi annamme seuraavat esimerkit kriittisistä massoista: 10 kg 239 Pu, metalli alfa-faasissa
(tiheys 19,86 g/cm3); 52 kg 94 % 235 U (6 % 238 U), metalli (tiheys 18,72 g/cm3); 110 kg UO2 (94 % 235 U)
tiheydellä kiteisessä muodossa 11 g/cm3; 35 kg PuO2 (94 % 239 Pu) tiheydellä kiteisessä muodossa
muodossa 11,4 g/cm3. Puhtaiden fissioituvien nuklidien suolojen vesiliuoksilla, joissa on vesineutroniheijastin, on pienin kriittinen massa. 235 U:lle kriittinen massa on 0,8 kg, 239 Pu:lle se on 0,5 kg, 251 Cf:lle se on
Kriittinen massa M liittyy kriittiseen pituuteen l: M l x , jossa x riippuu näytteen muodosta ja vaihtelee välillä 2-3. Muotoriippuvuus liittyy neutronien vuotamiseen pinnan läpi: mitä suurempi pinta, mitä suurempi kriittinen massa. Näyte, jonka kriittinen massa on pienin, on pallomainen. Tab. 5. Puhtaiden ydinfissiokykyisten isotooppien arvioidut tärkeimmät ominaisuudet
Neutronit |
||||||||
Kuitti |
kriittinen |
Tiheys |
Lämpötila |
Lämmön hajoaminen |
spontaani |
|||
puolikas elämä |
||||||||
(lähde) |
g/cm³ |
sulamispiste °С |
||||||
T 1/2 |
105 (kg s) |
|||||||
231Pa |
||||||||
232U |
Reaktori päällä |
|||||||
neutroneja |
||||||||
233U |
||||||||
235U |
Luonnollinen |
7.038×108 vuotta |
||||||
236U |
2,3416×107 vuotta? kg |
|||||||
237Np |
2,14×107 vuotta |
|||||||
236Pu |
||||||||
238Pu |
||||||||
239Pu |
||||||||
240Pu |
||||||||
241Pu |
||||||||
242Pu |
||||||||
klo 241 |
||||||||
242mAm |
||||||||
243mAm |
||||||||
243 Aam |
||||||||
243 cm |
||||||||
244 cm |
||||||||
245 cm |
||||||||
246 cm |
||||||||
247 cm |
1,56×107 vuotta |
|||||||
248 cm |
||||||||
249Ks |
||||||||
250 Vrt |
||||||||
251Ks |
||||||||
252Ks |
||||||||
Tarkastellaanpa tarkemmin joidenkin alkuaineiden isotooppien kriittisiä parametreja. Aloitetaan uraanista.
Kuten on toistuvasti mainittu, 235 U (0,72 % clarke) on erityisen tärkeä, koska se halkeaa lämpöneutronien vaikutuksesta (σ f = 583 barn) ja vapauttaa samalla "lämpöenergiaekvivalenttia" 2 × 107 kWh / k. Koska α-hajoamisen lisäksi 235 U myös jakautuu spontaanisti (T 1/2 \u003d 3,5 × 1017 vuotta), uraanin massassa on aina neutroneja, mikä tarkoittaa, että on mahdollista luoda olosuhteet uraanin esiintymiselle itseään ylläpitävä fissioketjureaktio. Metalliselle uraanille, jonka rikastus on 93,5 %, kriittinen massa on: 51 kg ilman heijastinta; 8,9 kg berylliumoksidiheijastimella; 21,8 kg täydellä vesilevyllä. Uraanin ja sen yhdisteiden homogeenisten seosten kriittiset parametrit on annettu
Plutonium-isotooppien kriittiset parametrit: 239 Pu: M cr = 9,6 kg, 241 Pu: M cr = 6,2 kg, 238 Pu: M cr = 12 - 7,45 kg. Suurin kiinnostus ovat isotooppien seokset: 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu, 241 Pu. 238 Pu:n korkea ominaisenergian vapautuminen johtaa metallin hapettumiseen ilmassa, joten sitä käytetään todennäköisimmin oksidien muodossa. Vastaanotettuaan 238 Pu:n mukana tuleva isotooppi on 239 Pu. Näiden isotooppien suhde seoksessa määrää sekä kriittisten parametrien arvon että niiden riippuvuuden hidastimen pitoisuuden muuttamisesta. Erilaiset arviot 238 Pu:n paljaan metallipallon kriittisestä massasta antavat arvot välillä 12-7,45 kg verrattuna 239 Pu:n kriittiseen massaan, joka on 9,6 kg. Koska 239 Pu-ydin sisältää parittoman määrän neutroneja, kriittinen massa pienenee, kun järjestelmään lisätään vettä. 238 Pu:n kriittinen massa kasvaa lisäämällä vettä. Näiden isotooppien seokselle veden lisäämisen nettovaikutus riippuu isotooppisuhteesta. Kun 239 Pu:n massapitoisuus on 37 % tai vähemmän, 239 Pu:n ja 238 Pu:n isotooppien seoksen kriittinen massa ei laske, kun järjestelmään lisätään vettä. Tässä tapauksessa 239 Pu-238 Pu -dioksidin sallittu määrä on 8 kg. Muiden kanssa
238 Pu- ja 239 Pu -dioksidisuhteet, kriittisen massan vähimmäisarvo vaihtelee 500 g:sta puhtaalle 239 Pu:lle 24,6 kg:aan puhtaalle 238 Pu:lle.
Tab. Kuva 6. Uraanin kriittisen massan ja kriittisen tilavuuden riippuvuus 235 U:n rikastamisesta.
Huomautus. I - metallisen uraanin ja veden homogeeninen seos; II - uraanidioksidin ja veden homogeeninen seos; III - uranyylifluoridin liuos vedessä; IV - uranyylinitraatin liuos vedessä. * Graafisella interpoloinnilla saadut tiedot.
Toinen isotooppi, jossa on pariton määrä neutroneja, on 241 Pu. 241 Pu:n kriittisen massan vähimmäisarvo saavutetaan vesiliuoksissa pitoisuudella 30 g/l ja se on 232 kg. Kun säteilytetystä polttoaineesta saadaan 241 Pu, sen mukana tulee aina 240 Pu, joka ei ylitä sitä pitoisuudeltaan. Kun nuklidien suhde on yhtä suuri isotooppien seoksessa, pienin kriittinen massa 241 Pu ylittää kriittisen massan 239 Pu. Siksi vähimmäiskriittisen massan suhteen 241 Pu-isotooppi klo
239 Pu voidaan korvata 239 Pu:lla, jos isotooppien seos sisältää yhtä suuret määrät
241 Pu ja 240 Pu.
Tab. 7. 100 % rikastetun uraanin kriittiset vähimmäisparametrit 233 U:ssa.
Tarkastellaan nyt americium-isotooppien kriittisiä ominaisuuksia. 241 Am- ja 243 Am-isotooppien läsnäolo seoksessa lisää kriittistä massaa 242 m Am. Vesiliuoksille on olemassa isotooppisuhde, jossa järjestelmä on aina alikriittinen. Kun 242 m Am:n massapitoisuus 241 Am:n ja 242 m Am:n seoksessa on alle 5 %, järjestelmä pysyy alikriittisenä liuoksessa ja dioksidin ja veden mekaanisissa seoksissa olevaan amerikiumin pitoisuuteen asti, joka on 2500 g/l. 243 Am sekoitettuna 242m Am myös kasvaa
seoksen kriittinen massa, mutta pienemmässä määrin, koska lämpöneutronien sieppauspoikkileikkaus 243 Am:lla on suuruusluokkaa pienempi kuin 241 Am
Tab. 8. Homogeenisten plutonium (239 Pu+240 Pu) pallomaisten kokoonpanojen kriittiset parametrit.
Tab. 9. Plutoniumyhdisteiden* kriittisen massan ja tilavuuden riippuvuus plutoniumin isotooppisesta koostumuksesta
* Päänuklidi on 94 239 Pu.
Huomautus. I - metallisen plutoniumin ja veden homogeeninen seos; II - homogeeninen seos plutoniumdioksidia ja vettä; III homogeeninen plutoniumoksalaatin ja veden seos; IV - plutoniumnitraatin vesiliuos.
Tab. Kuva 10. Vähimmäiskriittisen massan 242 m Am riippuvuus sen sisällöstä 242 m Am:n ja 241 Am:n seoksessa (kriittinen massa laskettiin AmO2 + H2 O:lle pallogeometriassa vesiheijastimella):
Kriittinen massa 242 m Am, g |
|
Pienellä massaosuudella 245 cm on otettava huomioon, että 244 cm:llä on myös rajallinen kriittinen massa järjestelmissä, joissa ei ole moderaattoreita. Muilla curium-isotoopeilla, joissa on pariton määrä neutroneja, on pienin kriittinen massa useita kertoja suurempi kuin 245 cm. CmO2 + H2O-seoksessa 243 cm:n isotoopin kriittinen massa on vähintään noin 108 g ja 247 cm:n - noin 1170 g.
kriittistä massaa, voimme olettaa, että 1 g 245 cm vastaa 3 g 243 cm tai 30 g 247 cm. Pienin kriittinen massa 245 cm, g, riippuen 245 cm:n sisällöstä 244 cm:n ja 245 cm:n isotooppien seoksessa СmО2 +
H2O kuvataan melko hyvin kaavalla
Mcr = 35,5+ |
||||
ξ + 0,003 |
||||
jossa ξ on 245 cm:n massaosuus curium-isotooppien seoksessa.
Kriittinen massa riippuu fissioreaktion poikkileikkauksesta. Aseita luotaessa kaikenlaiset temput voivat pienentää räjähdyksen vaatimaa kriittistä massaa. Joten atomipommin luomiseen tarvitaan 8 kg uraani-235:tä (räjähdyskaaviolla ja puhtaan uraani-235:n tapauksessa; käytettäessä 90 % uraani-235:tä ja atomipommin varsikaaviolla vähintään vaaditaan 45 kg aselaatuista uraania). Kriittistä massaa voidaan vähentää merkittävästi ympäröimällä halkeamiskelpoista materiaalia neutroneja heijastavalla materiaalikerroksella, kuten berylliumilla tai luonnonuraanilla. Heijastin palauttaa merkittävän osan näytteen pinnan kautta emittoivista neutroneista. Jos käytät esimerkiksi 5 cm paksua heijastinta, joka on valmistettu uraanista, raudasta, grafiitista, kriittinen massa on puolet "paljaan pallon" kriittisestä massasta. Paksummat heijastimet vähentävät kriittistä massaa. Beryllium on erityisen tehokas, sillä se tarjoaa kriittisen massan 1/3 standardin kriittisestä massasta. Termisellä neutronijärjestelmällä on suurin kriittinen tilavuus ja pienin kriittinen massa.
Fissioituvan nuklidin rikastumisasteella on tärkeä rooli. 0,7 % 235 U sisältävää luonnonuraania ei voida käyttää atomiaseiden valmistukseen, koska loput uraanista (238 U) imee intensiivisesti neutroneja ja estää ketjuprosessin kehittymisen. Siksi uraanin isotoopit on erotettava, mikä on monimutkainen ja aikaa vievä tehtävä. Erotus on suoritettava 235 U:ssa yli 95 %:n rikastusasteisiin asti. Matkan varrella on tarpeen päästä eroon elementtien epäpuhtauksista, joilla on korkea neutronien sieppauspoikkileikkaus.
Kommentti. Kun valmistellaan aselaatuista uraania, ne eivät vain pääse eroon tarpeettomista epäpuhtauksista, vaan korvaavat ne muilla epäpuhtauksilla, jotka myötävaikuttavat ketjuprosessiin, esimerkiksi tuovat mukanaan elementtejä - neutronien kasvattajia.
Uraanin rikastusaste vaikuttaa merkittävästi kriittisen massan arvoon. Esimerkiksi 235U 50 %:lla rikastetun uraanin kriittinen massa on 160 kg (3 kertaa 94 % uraanin massa) ja 20 % uraanin kriittinen massa on 800 kg (eli ~15 kertaa suurempi kuin kriittinen massa 94 % uraania). Samanlaisia riippuvuuskertoimia rikastusasteesta voidaan soveltaa uraanioksidiin.
Kriittinen massa on kääntäen verrannollinen materiaalin tiheyden neliöön, M arvoon ~1/ρ 2 , . Näin ollen metallisen plutoniumin kriittinen massa deltafaasissa (tiheys 15,6 g/cm3) on 16 kg. Tämä seikka otetaan huomioon kompaktin atomipommin suunnittelussa. Koska neutronien sieppaamisen todennäköisyys on verrannollinen ytimien konsentraatioon, voi esimerkiksi näytteen tiheyden lisääntyminen sen puristamisen seurauksena johtaa kriittisen tilan ilmaantumiseen näytteeseen. Ydinräjähdyslaitteissa turvallisessa alikriittisessä tilassa oleva halkeamiskelpoisen materiaalin massa siirretään räjähdysmäiseen ylikriittiseen tilaan suunnatulla räjähdyksellä, joka altistaa panoksen suurelle puristusasteelle.
Kansalaiskorvaus "Varoitus! Säteily"
atomifissio
Atomien ytimien fissio on spontaani tai neutronien vaikutuksesta jakaen atomin ytimen kahteen suunnilleen yhtä suureen osaan, kahdeksi "fragmentiksi".
Fragmentit ovat kaksi radioaktiivista alkuaineiden isotooppia D. I. Mendelejevin taulukon keskiosassa, suunnilleen kuparista lantanidialkuaineiden (samarium, europium) keskelle.
Fission aikana vapautuu 2-3 ylimääräistä neutronia ja ylimääräistä energiaa vapautuu gamma-kvanttien muodossa, paljon enemmän kuin radioaktiivisen hajoamisen aikana. Jos yksi radioaktiivinen hajoaminen vastaa yleensä yhtä gamma-kvanttia, niin 1 fissioaktiossa on 8-10 gamma-kvanttia! Lisäksi lentävillä palasilla on suuri liike-energia (nopeus), joka muuttuu lämmöksi.
Säteilevät neutronit voivat aiheuttaa kahden tai kolmen samanlaisen ytimen fission, jos ne ovat lähellä ja jos neutronit osuvat niihin.
Siten on mahdollista toteuttaa haarautuva, kiihtyvä atomiytimien fission ketjureaktio vapauttamalla valtavasti energiaa.
Jos ketjureaktio pidetään hallinnassa, sen kehitystä ohjataan, sen ei anneta kiihtyä ja vapautunutta energiaa (lämpöä) poistetaan jatkuvasti, niin tätä energiaa ("atomienergiaa") voidaan käyttää joko lämmitykseen tai sähkön tuottamiseen. . Tämä tehdään ydinreaktoreissa, ydinvoimalaitoksissa.
Jos ketjureaktion annetaan kehittyä hallitsemattomasti, tapahtuu atomi (ydin) räjähdys. Se on jo ydinase.
Luonnossa on vain yksi alkuaine - uraani, jolla on vain yksi halkeamiskykyinen isotooppi - uraani-235. Tämä on aselaatuista uraania. Ja tämä isotooppi luonnonuraanissa on 0,7%, eli vain 7 kg per tonni! Loput 99,3 % (993 kg/tonni) on halkeamatonta isotooppia - uraani-238:aa. On kuitenkin toinen isotooppi - uraani-234, mutta se on vain 0,006% (60 grammaa per tonni).
Mutta tavallisessa uraaniydinreaktorissa, halkeamattomasta ("ei-aselaatuisesta") uraani-238:sta, neutronien vaikutuksesta (neutroniaktivaatio!) muodostuu uusi uraani-isotooppi - uraani-239, ja siitä ( kaksinkertaisen beeta-miinushajoamisen kautta) - uusi, keinotekoinen, luonnossa esiintyvä alkuaine plutonium. Tässä tapauksessa plutoniumin halkeamiskykyinen isotooppi muodostuu välittömästi - plutonium-239. Tämä on aseluokan plutonium.
Atomiytimien fissio on ydin, ydinaseiden ja atomienergian perusta.
Kriittinen massa on aseen isotoopin määrä, jossa ytimien spontaanin fission aikana vapautuneet neutronit eivät lennä ulos, vaan putoavat viereisiin ytimiin ja aiheuttavat niiden keinotekoisen fission.
Metallisen uraani-235:n kriittinen massa on 52 kg. Tämä on pallo, jonka halkaisija on 18 cm.
Metallisen plutonium-239:n kriittinen massa on 11 kg (ja joidenkin julkaisujen mukaan - 9 tai jopa 6 kg). Tämä on pallo, jonka halkaisija on noin 9-10 cm.
Siten ihmiskunnalla on nyt kaksi halkeavaa, aselaatuista isotooppia: uraani-235 ja plutonium-239. Ainoa ero niiden välillä on, että ensinnäkin uraani soveltuu paremmin käytettäväksi ydinenergiassa: sen avulla voit hallita sen ketjureaktiota, ja toiseksi se on vähemmän tehokas hallitsemattomaan ketjureaktioon - atomiräjähdykseen: sillä on pienempi spontaanin ydinfission nopeus ja kriittisen massan lisääminen. Ja aselaatuinen plutonium päinvastoin soveltuu paremmin ydinaseisiin: sillä on korkea spontaani ydinfissio ja paljon pienempi kriittinen massa. Plutonium-239 ei salli ketjureaktionsa luotettavaa hallintaa, eikä siksi ole vielä löydetty laajaa käyttöä ydinvoimatekniikassa, ydinreaktoreissa.
Siksi kaikki aselaatuisen uraanin ongelmat ratkaistiin muutamassa vuodessa, ja yritykset käyttää plutoniumia ydinvoimassa jatkuvat tähän päivään - yli 60 vuoden ajan.
Joten kaksi vuotta uraanin fission löytämisen jälkeen käynnistettiin maailman ensimmäinen uraanin ydinreaktori (joulukuu 1942, Enrico Fermi, USA), ja kaksi ja puoli vuotta myöhemmin (vuonna 1945) amerikkalaiset räjäyttivät ensimmäisen uraanipommin.
Ja plutoniumilla... Ensimmäinen plutoniumpommi räjäytettiin vuonna 1945, eli noin neljä vuotta sen jälkeen, kun se löydettiin kemiallisena alkuaineena ja havaittiin sen fissio. Lisäksi tätä varten oli tarpeen rakentaa ensin uraaniydinreaktori, tuottaa plutoniumia tässä reaktorissa uraani-238:sta, sitten erottaa se säteilytetystä uraanista, tutkia sen ominaisuuksia hyvin ja valmistaa pommi. Kehitetty, eristetty, valmistettu. Mutta puhe mahdollisuudesta käyttää plutoniumia ydinpolttoaineena plutoniumydinreaktoreissa on jäänyt puheeksi, ja se on jatkunut yli 60 vuoden ajan.
Fissioprosessia voidaan luonnehtia "puolijaksolla".
Ensimmäistä kertaa puoliintumisajat arvioivat K. A. Petrzhak ja G. I. Flerov vuonna 1940.
Sekä uraanille että plutoniumille ne ovat erittäin suuria. Joten eri arvioiden mukaan uraani-235:n puoliintumisaika on noin 10 ^ 17 (tai 10 ^ 18 vuotta (Physical Encyclopedic Dictionary); muiden lähteiden mukaan - 1,8 10 ^ 17 vuotta. Ja plutonium-239:n (mukaan) samaan sanakirjaan) on huomattavasti vähemmän - noin 10 ^ 15,5 vuotta; muiden lähteiden mukaan - 4 10 ^ 15 vuotta.
Vertailun vuoksi muista puoliintumisajat (T 1/2). Joten U-235:lle se on "vain" 7,038 10 ^ 8 vuotta, ja Pu-239:lle se on vielä vähemmän - 2,4 10 ^ 4 vuotta
Yleensä monien raskaiden atomien ytimet voivat jakautua uraanista alkaen. Mutta puhumme kahdesta pääasiasta, joilla on ollut suuri käytännön merkitys yli 60 vuoden ajan. Toiset ovat enemmän puhtaasti tieteellisiä.
Mistä radionuklidit tulevat
Radionuklideja saadaan kolmesta lähteestä (kolme tapaa).
Ensimmäinen lähde on luonto. Tämä on luonnolliset radionuklidit, jotka ovat säilyneet, säilyneet aikaansa niiden muodostumishetkestä (ehkä aurinkokunnan tai maailmankaikkeuden muodostumisesta), koska niillä on pitkät puoliintumisajat, mikä tarkoittaa, että niiden elinikä on pitkä. Niitä on luonnollisesti paljon vähemmän kuin alussa. Ne uutetaan luonnollisista raaka-aineista.
Toinen ja kolmas lähde ovat keinotekoisia.
Keinotekoisia radionuklideja muodostuu kahdella tavalla.
Ensimmäinen - radionuklidien fragmentointi, jotka muodostuvat atomiytimien fission seurauksena. Nämä ovat "fission fragmentteja". Luonnollisesti suurin osa niistä muodostuu eri tarkoituksiin tarkoitetuissa ydinreaktoreissa, joissa suoritetaan hallittua ketjureaktiota, sekä ydinaseiden testauksessa (hallimaton ketjureaktio). Niitä löytyy sotilasreaktoreista ("teollisista reaktoreista") uutetusta säteilytetystä uraanista ja valtavia määriä ydinvoimaloiden voimareaktoreista uutetusta käytetystä ydinpolttoaineesta (SNF).
Aiemmin ne pääsivät luonnonympäristöön ydinkokeiden ja säteilytetyn uraanin käsittelyn aikana. Nyt niitä tulee edelleen käytetyn ydinpolttoaineen käsittelyn (regeneroinnin) aikana sekä ydinvoimalaitosten, reaktoreiden onnettomuuksien aikana. Tarvittaessa niitä uutettiin säteilytetystä uraanista ja nyt käytetystä ydinpolttoaineesta.
Toiset ovat aktivaatioalkuperää olevat radionuklidit. Ne muodostuvat tavallisista stabiileista isotoopeista aktivaation seurauksena, eli kun subatominen hiukkanen tulee stabiilin atomin ytimeen, minkä seurauksena stabiilista atomista tulee radioaktiivinen. Suurimmassa osassa tapauksista tällainen ammushiukkanen on neutroni. Siksi keinotekoisten radionuklidien saamiseksi käytetään yleensä neutronien aktivointimenetelmää. Se koostuu siitä, että minkä tahansa kemiallisen alkuaineen stabiili isotooppi missä tahansa muodossa (metalli, suola, kemiallinen yhdiste) asetetaan reaktorin sydämeen tietyksi ajaksi. Ja koska reaktorin sydämessä syntyy joka sekunti valtava määrä neutroneja, kaikki sydämessä tai sen lähellä olevat kemialliset alkuaineet muuttuvat vähitellen radioaktiivisiksi. Myös ne alkuaineet, jotka liukenevat reaktorin jäähdytysveteen, aktivoituvat.
Menetelmää pommittaa stabiilia isotooppia alkuainehiukkaskiihdyttimissä protoneilla, elektroneilla jne. käytetään harvemmin.
Radionuklidit ovat luonnollisia - luonnollista alkuperää ja keinotekoisia - pirstoutumis- ja aktivaatioalkuperää. Fragmentoitumisalkuperää olevia radionuklideja on aina ollut luonnossa merkityksetön määrä, koska ne muodostuvat uraani-235-ytimien spontaanin fission seurauksena. Mutta niitä on niin vähän, että niitä ei ole mahdollista havaita nykyaikaisilla analyysimenetelmillä.
Erityyppisten reaktorien sydämessä olevien neutronien määrä on sellainen, että noin 10^14 neutronia lentää minkä tahansa 1 cm^2:n osan läpi missä tahansa sydämen kohdassa 1 sekunnissa.
Ionisoivan säteilyn mittaus. Määritelmät
Aina ei ole kätevää ja tarkoituksenmukaista karakterisoida vain ionisoivan säteilyn lähteitä (SIR) ja vain niiden aktiivisuutta (hajoamistapahtumien lukumäärää). Ja pointti ei ole vain siinä, että aktiivisuutta voidaan mitata pääsääntöisesti vain kiinteissä olosuhteissa erittäin monimutkaisissa laitoksissa. Pääasia on, että eri isotooppien yhdessä hajoamistapahtumassa voi muodostua eri luonteisia hiukkasia, useita hiukkasia ja gamma-kvantteja samanaikaisesti. Tässä tapauksessa eri hiukkasten energia ja siten ionisointikyky ovat erilaisia. Siksi pääindikaattori IRS:n karakterisoinnissa on niiden ionisointikyvyn arviointi, eli (loppujen lopuksi) energia, jonka he menettävät kulkiessaan aineen (väliaineen) läpi ja jonka tämä aine absorboi.
Ionisoivan säteilyn mittauksessa käytetään annoksen käsitettä ja niiden vaikutusta biologisiin esineisiin arvioitaessa käytetään korjauskertoimia. Nimetään ne, annetaan joukko määritelmiä.
Annos, absorboitunut annos (kreikaksi - fraktio, osa) - säteilytetyn aineen absorboima ionisoivan säteilyn (II) energia, joka lasketaan usein sen massayksikköä kohti (katso "rad", "harmaa"). Toisin sanoen annos mitataan energiayksiköissä, joka vapautuu aineeseen (absorboi), kun ionisoiva säteily kulkee sen läpi.
Annoksia on useita.
Altistusannos(röntgen- ja gammasäteilylle) - määritetty ilman ionisaatiolla. SI-järjestelmän mittayksikkö on "coulomb per kg" (C/kg), joka vastaa sellaisen määrän ionien muodostumista 1 kg:ssa ilmaa, joiden kokonaisvaraus on 1 C (jokaisesta merkistä) . Ei-systeeminen mittayksikkö on "röntgen" (katso "C/kg" ja "röntgen").
Arvioidaksemme tekoälyn vaikutusta ihmisiin käytämme korjauskertoimet.
Viime aikoihin asti "vastaavaa annosta" laskettaessa käytettiin "säteilyn laatutekijät "(K) - korjauskertoimet, jotka ottavat huomioon eri säteilyn erilaiset vaikutukset biologisiin esineisiin (erilainen kyky vahingoittaa kehon kudoksia) samalla absorboituneella annoksella. Niitä käytetään laskettaessa "ekvivalenttiannosta". Nyt nämä kertoimet ovat Säteilyturvallisuusstandardeja (NRB-99) kutsuttiin hyvin "tieteellisesti" - "Yksittäisten säteilytyyppien punnituskertoimet laskettaessa ekvivalenttiannosta (W Säteilyn riskitekijä
Annosnopeus- saatu annos aikayksikköä kohti (sek., tunti).
Tausta- ionisoivan säteilyn altistumisannosnopeus tietyssä paikassa.
luonnollinen tausta- ionisoivan säteilyn altistusannosnopeus, joka syntyy kaikista luonnollisista infrapunalähteistä (katso "Säteilytausta").
