Атомная станция, ядерные реакторы

Атомная энергетика
  • Ядерная реакция
  • Авария на ЧАЭС
  • Антуан Беккерель
  • Ядерный топливный цикл
  • Степень опасности РАО
  • Лазерная трансмутация
  • География транспортировки ядерных
    отходов в России
  • Новоуральск и ядерные отходы
  • СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
    АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
  • ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ
  • Атомные электростанции (АЭС)
  • Главным сооружением АЭС
    является энергоблок
    .
  • Физика атомного ядра
  • Радиоактивное излучение
  • Выделение энергии при делении
    тяжёлых ядер
    .
  • Зал управления Ленинградской АЭС
  • Радиоактивное излучение. Закон радиоактивного распада. 

      Закон смещения

     Под радиоактивностью понимают способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность подразделяется на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций).

    Радиоактивное излучение бывает трех типов: -, - и -излучение.

    1.-Излучение: отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью (например, поглощаются слоем алюминия толщиной примерно 0,05 мм); представляет собой поток ядер гелия; заряд -частицы равен +2е, а масса совпадает с массой ядра изотопа гелия .

    2.-Излучение отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше (примерно на два порядка), а проникающая способность гораздо больше (поглощается слоем алюминия толщиной примерно 2 мм), чем у -частиц; представляет собой поток быстрых электронов

    3.-Излучение не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает относительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей способностью; представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны <10-10 м и вследствие этого—ярко выраженными корпускулярными свойствами, т. е. является потоком частиц — -квантов (фотонов).

    Радиоактивный распад - естественное радиоактивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Атомное ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским, возникающее ядро — дочерним.

    Так как отдельные радиоактивные ядра распадаются независимо друг от друга, то можно считать, что число ядер dN распавшихся в среднем за интервал времени от t до f+dt, пропорционально промежутку времени dt и числу N нераспавшихся ядер к моменту времени t:

      (9.4)

    где  — постоянной радиоактивного распада; радиоактивных ядер в процессе распада уменьшается. Разделив переменные и интегрируя:

     

     

    получим

       или , (9.5)

    где n0—начальное число нераспавшихся ядер (в момент времени t=0), N—число нераспавшихся ядер в момент времени t,период полураспада. Формула (9.5) выражает закон радиоактивного распада (рис. 9.2)

    Активностью А нуклида (общее название атомных ядер, отличающихся числом протонов Z и нейтронов N) в радиоактивном источнике называется число распадов, происходящих с ядрами образца в 1 с:

      

    (9.6)

    Единица активности в СИ — беккерель (Бк): 1 Бк — активность нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада.

    Радиоактивный распад происходит в соответствии с так называемыми правилами смещения, позволяющими установить, какое ядро возникает в результате распада данного материнского ядра. Правила смещения:

    (9.7)

    (9.8)

    где  — материнское ядро, Y — символ дочернего ядра,  — ядро гелия (-частица),  — символическое обозначение электрона (заряд его равен — 1, а массовое число — нулю). Правила смещения являются ничем иным, как следствием двух законов, выполняющихся при радиоактивных распадах, — сохранения электрического заряда и сохранения массового числа: сумма зарядов (массовых чисел) возникающих ядер и частиц равна заряду (массовому числу) исходного ядра.

    Возникающие в результате радиоактивного распада ядра могут быть, в свою очередь, радиоактивными. Это приводит к возникновению цепочки, или ряда, радиоактивных превращении, заканчивающихся стабильным элементом. Совокупность элементов, образующих такую цепочку, называется радиоактивным семейством.

     Из правил смещения (9.7) и (9.8) вытекает, что массовое число при -распаде уменьшается на 4, а при -распаде не меняется.

    Зал управления Ленинградской АЭС