Импульсные реакторы  Атомные батареи в космосе

Источники ионизируещего излучения

Интенсивность излучения может быть уменьшена с помощью поглощения его материалами защитных экранов.

Первый бетатрон для ускорения электронов был построен в 1940 г. Д. Керстом. Бетатрон -это индукционный ускоритель, в котором электроны удерживаются на равновесной круговой орбите растущим синхронно с увеличением энергии магнитным полем. Ускорение происходит за счёт вихревого электрического поля создаваемого переменным магнитным потоком внутри равновесной орбиты. В бетатронах энергия ускоренных электронов может достигать сотни МэВ. Дальнейший рост энергии электронов ограничивается электромагнитным излучением. Наибольшее распространение получили бетатроны на энергию 20 - 50 МэВ.

В синхротроне, созданном в 1946 г., частицы вращались по окружности, как в бетатроне, но переменное ускоряющее электрическое поле создавалось самостоятельно, что позволяло получить большие скорости частиц. В следующем ускорителе, синхроциклотроне (от греч. “син”, “хронос” и “киклос”), или фазотроне [от греч. “фаза” (phasa) - проявление, определенный момент] частицы двигались по спирали, но зато могли получать большой разгон за счет повышения частоты ускоряющего электрического поля по мере увеличения скорости частиц. Они каждый раз попадали в нужную „фазу" этого поля.

Фазотрон – циклический резонансный ускоритель тяжелых заряженных частиц (протонов, дейтронов и др.), в котором управляющее магнитное поле постоянно во времени, а частота ускоряющего электрического поля меняется.

Электроны высоких энергий получают в ускорителях двух типов -электронных синхротронах. -электронных линейных ускорителях.

В 1944-45 годах Э.М.Макмиллан и независимо от него В.И.Векслер открыли принцип автофазировки, что привело к появлению нового типа ускорителей - синхрофазотрона (от греч. «син», «хронос», «фаза», «трон»]. В этом типе ускорителя частицы вращаются по окружности, а синхронное изменение частоты электрического и магнитного полей, так сказать «в такт» с изменением скорости частиц, позволяет получить самые высокие энергии. Разработка метода сильной фокусировки позволило ликвидировать оба недостатка циклотрона и получать уникальные по своим параметрам пучки (с малыми поперечными размерами, высокой интенсивностью, большими энергиями). Первые ускорители высоких энергий были построены в Дубне (ОИЯИ), вблизи Женевы (CERN) и Брукхевене (BNL).

Синхрофазотрон – ускоритель протонов с орбитой постоянного радиуса, растущим во времени магнитным полем, определяющим этот радиус, и переменной частотой ускоряющего электрического поля. Максимальная энергия протонов 800 ГэВ.

В синхротронах ускоряемые частицы двигаются в магнитном поле по постоянному радиусу. Частота ускоряющего поля тоже постоянна. В процессе ускорения увеличивается величина магнитного поля. Энергии электронов, полученные на синхротронах, составляют десятки ГэВ и ограничиваются синхротронным излучением электронов движущихся по круговой орбите. Для того чтобы избежать потерь энергии на синхротронное излучение строят линейные ускорители электронов длиной несколько км. Ускорение частиц в таких ускорителях достигается за счет того, что движущаяся частица попадает в ускоряющий зазор в ускоряющую фазу. Движение частицы синхронизировано так, чтобы время прохождения от одного ускоряющего зазора до другого было кратно периоду ускоряющего поля. Первый синхрофазотрон был построен в 1952 г.

Бетатрон -это индукционный ускоритель, в котором электроны удерживаются на равновесной круговой орбите растущим синхронно с увеличением энергии магнитным полем. Самый большой линейный ускоритель электронов построен в Стэнфорде. Современные ускорители - это комплексы, состоящие из нескольких ускорителей.

Реактор - устройство для осуществления управляемой цепной ядерной реакции с целью выработки тепловой энергии. Мощными источниками нейтронов являются импульсные реакторы, предназначенные для физических исследований свойств атомного ядра и конденсированных сред. Такие реакторы были в свое время построены для совершенствования атомного оружия Мощным реактором взрывного типа является импульсный реактор ЯГУАР, который построен во ВНИИ технической физики в городе Снежинске (Челябинская обл.). Летом 1960 года в Объединенном институте прошли первые испытания новой установки -импульсного реактора ИБР. Это - единственный в мире источник нейтронов, в котором периодический режим испускания этих ядерных частиц был реализован за счет использования подвижной части активной зоны, вращавшейся между двумя неподвижными частями Результаты изучения этих состояний позволяют делать выводы для фундаментальной ядерной физики, теории квантового хаоса и многих других актуальных научных направлений.

Увеличивается выявление черного и цветного металлолома, имеющего радиоактивное загрязнение, отмечались факты возврата из-за границы (Финляндия, Италия, Китай, Литва) металлолома, поставленного из России. Для оценки отдаленных последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции в России создан Российский медико-дозиметрический регистр, в базе данных которого содержится информация на 508236 человек, подвергшихся радиационному воздействию, в их числе: ликвидаторы - 167726, эвакуированные - 8709, проживающие - 303602, дети ликвидаторов -18308, отселенные - 9891 человек. На основании данных Российского государственного медико-дозметрического регистра по состоянию здоровья граждан, подвергшихся воздействию ионизирующего излучения после аварии на Чернобыльской атомной электростанции, отмечаются неблагоприятные тенденции в динамике заболеваемости отдельными классами заболеваний у ликвидаторов, детского и взрослого населения загрязненных территорий. Причины изменения состояния здоровья декретированных контингентов Российского государственного медико-дозметрического регистра базируются на сочетании воздействия на здоровье факторов радиационной и нерадиационной природы, включая ухудшающуюся экономическую ситуацию, неблагоприятные экологические воздействия, длительный психоэмоциональный стресс, изменения в структуре питания, связанные с потреблением продуктов местного (на загрязненных территориях) производства и даров леса (грибы, ягоды). Наиболее структурированной по возрастным диапазонам патологией представляются болезни сердечно-сосудистой системы, заболеваемость которыми возрастает в строгом соответствии с увеличением возраста, хотя и здесь можно отметить определенный подъем заболеваемости у ликвидаторов возраста 25-29 лет в последнее время.

Необходимая толщина экрана для излучения находится в зависимости от энергии излучения, удельной активности источника, расстояния источника от рабочего места, длительности работы и материала экрана. Толщину экрана, которая ослабит дозу излучения от источника до предельно допустимой величины при данных условиях, можно рассчитывать: 1) по таблицам, 2) по слоям половинного ослабления
Космические ядерные аварии