Авария на ЧАЭС Ядерные реакции Степень опасности радионуклидов как источников внутреннего облучения

Реактора РБМК – 1000 Цепная ядерная реакция

На ближайшем этапе развития энергетики в ХХI в. ядерная энергетика с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах останется наиболее перспективной.

Ядерные реакции (), (), (), ().

Захват нейтронов ядрами (М) с зарядовым числом Z и массовым числом А часто приводит к ядерным реакциям, в результате которых возникает явление искусственной радиоактивности.

Радиационный захват нейтрона (). Согласно Ферми полное эффективное сечение этого процесса обратно пропорционально скорости нейтронов:

.

Из этого видно, что подобные реакции эффективно протекают под действием медленных нейтронов:

Возникающее ядро радиоактивно, т.к. отношение числа нейтронов к числу протонов в нем увеличивается. Это ядро переходит в стабильное состояние за счет -распада: Легководные реакторы Существуют и промышленные реакторы – наработчики плутония, функционирующие на обычной воде (правда глубоко очищенной от примесей). Примером может служить реактор «Руслан», пущенный на «Маяке» в 1985.

  (антинейтрино).

Реакции с образованием протонов ().

Образованные ядра  обычно радиоактивны, протекают они, как правило, с участием быстрых нейтронов (En>1МэВ). Лишь на легких ядрах они могут протекать и под действием тепловых нейтронов, когда потенциальный барьер, препятствующий вылету протона, относительно низок, например, на ядре

Конечный продукт идентичен первоначальному изотопу мишени. Реакции этого типа протекают в верхних слоях атмосферы.

Реакции с образованием -частиц ().

  (-нейтрино)

Такие реакции при малых энергиях нейтронов идут только на легких ядрах, на тяжелых требуются большие Еn. Характерным примером является реакция на ядрах :

Реакции с образованием двух (или большего числа) нуклонов (), (), ().

Это пороговые реакции, которые идут при энергии нейтронов Еn>10МэВ, и вероятность которых растет с ростом Еn:

например:

В этих реакциях часто возникают радиоактивные ядра с увеличенным процентным содержанием протонов. Их переход в стабильное состояние сопровождается -распадом:

.

1.5. Реакции деления (n,f).

  k=2÷3

На некоторых тяжелых ядрах эта реакция может протекать под действием быстрых (Еn>1МэВ) нейтронов, на других – под действием тепловых нейтронов (Еn≈0.025эВ).

Энергия отделения нейтрона. Ядро – система связанных нуклонов и чтобы его разделить на составные части (нуклоны) надо затратить энергию связи ядра W(A,Z)

Эффект спаривания нуклонов

Механизм деления. Если деление выгодно для ядра с Z2/A>17, т.е. с А≥90, то возникает вопрос: почему же большинство известных тяжёлых ядер устойчиво по отношению к спонтанному делению? В ходе деления ядро проходит через стадии: шар, эллипсоид, гантель, 2 грушевидных осколка, 2 сферических осколка. Изменение энергии ядра на разных стадиях определяется изменением суммы поверхностной и кулоновской энергий начального ядра и осколков. При увеличении расстояния между центрами осколков (при делении 23692U из основного состояния на 2 асимметричных осколка) от начального значения r=0. Эта сумма сначала растёт, а затем уменьшается.

Воздействие атомных станций на окружающую среду Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.
Цепная ядерная реакция Ядерные силы