Ядерные реакторы
РБМК 1000
Математика
Курсовые
Альтернативная энергетика
ВВЭР
Информатика
Черчение

Теплоэнергетика

Реактор БН
Сопромат
Электротехника
Ядерная физика
Ядерное оружие
Графика
Карта

Источники ионизируещего излучения

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

Импульсные реакторы

Мощными источниками нейтронов являются импульсные реакторы, предназначенные для физических исследований свойств атомного ядра и конденсированных сред.

Потребность современной науки в источниках нейтронов, как для научных исследований, так и для решения прикладных задач, постоянно растет. В особой цене источники с высокой плотностью потока нейтронов. В мире их мало, потому что сооружение современного нейтронного источника обходится очень дорого. Для примера: лет двадцать назад реакторов, специально предназначенных для физических исследований (то есть имеющих выведенные нейтронные пучки), было не больше 100, 25 из них обладали плотностью потока на уровне 1014 н/см2 сек и лишь три (два в США и один во Франции) – плотностью потока 1015 н/см2/сек. В России были созданы такие импульсные ядерные реакторы самогасящегося действия, как БАРС, ЭБР, РУС с активными зонами из металлического урана, ЭЛИР, ИГРИК, ЯГУАР с активными зонами на основе растворов солей урана в воде, связанные импульсные реакторы ЭБР-200М+РУС, БАРС-5 и др.

Импульсные реакторы в первую очередь использовались для военных разработок. В них имитировалось воздействие ядерного взрыва на разного рода объекты, главным образом на военную технику, включая образцы ядерного оружия. Импульсные реакторы - это установки, которые постоянно работают в аварийных режимах. И этим они отличаются от энергетических, которые при выводе на определенную мощность должны работать устойчиво, стабильно. Импульсный же реактор действует короткое время, но на большой мощности. Впоследствии эти реакторы стали использовать для имитации аварийного процесса на обычных энергетических установках. Дело в том, что тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ) ядерного реактора является ячейкой, в которой начинается развитие всех процессов генерации ядерной энергии в атомном реакторе, как в условиях нормальной эксплуатации, так и в переходных и аварийных режимах. Для изучения поведения ТВЭЛ в различных режимах новые возможности предоставило использование в этих целях импульсных ядерных реакторов.

Важное направление применения импульсных реакторов – активационный анализ, нейтронная спектроскопия, и нейтронография конденсированных сред.

Различают два типа импульсных реакторов: самогасящиеся (выгорание избыточного топлива) реакторы взрывного действия и периодические дисковые реакторы. Главная проблема самогасящегося импульсного реактора - тепловой удар, возникающий вследствие того, что тепловое расширение элементов активной зоны не успевает реализоваться за время нагрела (сжатая пружина). В металлических конструкциях активной зоны импульсного реактора на быстрых нейтронах в результате этого развиваются напряжения, достигающие предела прочности, что ограничивает энергию импульса. Периодический импульсный реактор (мигающий, пульсирующий) работает в режиме периодически повторяющихся импульсов мощности, которые инициируются и гасятся за счёт периодического движения части активной зоны, части отражателя либо замедлителя (модулятора реактивности). Периодические импульсные реакторы занимают промежуточное положение между самогасящимися Импульсными реакторами и обычными непрерывными реакторами. Они уступают первым по интенсивности импульсов и вторым по средней мощности, однако значительно превосходят последние по значению потока нейтронов в импульсе, а первые — по средней мощности. Наиболее плотные изотропные потоки нейтронов можно получить в центре импульсных реакторов, механизм срабатывания которых очень напоминает взрыв атомной бомбы. В отличие от нее при достижении заданной мощности реактор сам себя гасит, не доводя процесс до разрушения конструкции.

Эффективная эквивалентная доза определяется как сумма произведений эквивалентных доз, полученных каждым органом, на соответствующие коэффициенты радиационного риска: (5) где - эквивалентная доза в данной ткани или органе, - взвешивающий коэффициент для данной ткани или органа. Список органов и тканей, по которым производится суммирование, а также значения взвешивающих коэффициентов приведены в таблице 2. Таблица 2. Взвешивающие коэффициенты для тканей и органов [5]. Орган, ткань R гонады 0,20 костный мозг (красный) 0,12 толстый кишечник 0,12 легкие 0,12 желудок 0,12 мочевой пузырь 0,05 грудная железа 0,05 печень 0,05 пищевод 0,05 щитовидная железа 0,05 кожа 0,01 клетки костных поверхностей 0,01 остальное 0,05 Всё тело 1,00 Эффективная эквивалентная доза отражает суммарный эффект облучения для организма и используется как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения. Она также измеряется в зивертах. Доза в 1 Гр, получаемая водой, сможет нагреть ее только на 0,00024 С. Тем не менее, для человека доза в 1 Зв приблизительно соответствует порогу появления детерминированных последствий после облучения или, как говорят, "лучевой болезни". При дозе 6 Зв смертность достигает 50%. При дозе менее 1 Зв явных последствий облучения не наблюдается, однако возрастает вероятность раковых заболеваний или генетических нарушений у потомства. При этом считается, что возрастание вероятности неблагоприятных последствий пропорционально полученной дозе. Поскольку 1Зв - это очень большая доза, обычно пользуются тысячной или миллионной дозой зиверта: мЗв, мкЗв. Мощность экспозиционной дозы фонового гамма излучения, типичная для равнинных территорий, сложенных осадочными породами, соответствует 10 - 20 мкР/час (или 0,1 - 0,2 мкЗв/час для мощности поглощенной дозы). Такой фон характерен для территории Беларуси. Годовая доза при этом составляет приблизительно 1 - 2 мЗв, что существенно ниже порога "лучевой болезни".

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

Инженерная графика

 

Сопромат