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

Рентгеновское излучение - это высокочастотные электромагнитные излучения с высокой проникающей способностью. Является управляемым излучением
ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ С ТЕРМОЭМИССИОННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

В СССР параллельно работам по созданию ЯЭУ с термоэлектрическими генераторами проводились работы по ЯЭУ с термоэмиссионными преобразователями, имеющими более высокие технические характеристики. По сути, здесь используется тот же, что и в полупроводниковом преобразователе принцип, но вместо холодного и горячего спая применяют горячий карбидурановый катод и холодный стальной анод, а между ними находятся легко ионизирующиеся пары цезия. Эффект - электрическая разность потенциалов, то есть натуральная космическая электростанция. Термоэмиссионное преобразование по сравнению с термоэлектрическим позволяет увеличить к.п.д., повысить ресурс и улучшить массогабаритные характеристики энергоустановки и космического аппарата в целом. Принцип термоионного преобразования тепловой энергии в электрическую заключается в том, что раскаленная выделяемым в реакторе теплом металлическая поверхность эффективно испускает ионы, адсорбируемые расположенной с небольшим зазором охлажденной стенкой.

В 1970-71 в СССР была создана термоэмиссионная ядерно-энергетическая установка «Топаз» (Термоэмиссионный Опытный Преобразователь в Активной Зоне), в которой использовался тепловой реактор мощностью до 150 кВт. Полная загрузка урана составляла 31,1 кг 90% урана-235. Вес установки 1250 кг. Основой реактора были тепловыделяющие элементы – «гирлянды». Они представляли собой цепочку термоэлементов: катод - "наперсток" из вольфрама или молибдена, заполненный окисью урана, анод - тонкостенная трубка из ниобия, охлаждаемая жидким натрий-калием. Температура катода достигала 1650oC. Электрическая мощность 10 кВт. «Топазы» обладали кпд теплоэлектрического преобразования 5—10% против 2—4% у прежних реакторов.

Помимо урана-235 перспективен в качестве топлива реакторов космического назначения диоксид плутония-238, благодаря своему очень высокому удельному энерговыделению. В этом случае относительно низкий кпд термоэмиссионного реактора прямого преобразования компенсируется активным энерговыделением плутония-238.

Испытаны два термоэмиссионных реактора-преобразователя на промежуточных нейтронах (без замедлителя) - «Топаз-1» и «Топаз-2» электрической мощностью 5 и 10 квт соответственно. В установке «Топаз» прямое (безмашинное) преобразование энергии осуществляется во встроенных в активную зону малогабаритного теплового реактора электрогенерирующих каналов. Установка «Топаз-1» снабжена тепловым реактором-преобразователем и жидкометаллическим теплоносителем (натрий-калий или литий). Принцип прямого преобразования тепловой энергии в электрическую заключается в нагреве в вакууме катода до высокой температуры при поддержании анода относительно холодным, при этом с поверхности катода «испаряются» (эмиттируют) электроны, которые, пролетев межэлектродный зазор, «конденсируются» на аноде, и при замкнутой наружной цепи по ней идёт электрический ток. Основное преимущество такой установки по сравнению с электромашинными генераторами — отсутствие движущихся частей. Реализация концепции реактора-преобразователя на быстрых нейтронах с литиевым охлаждением в будущем возможно позволяет решить задачу создания установки электрической мощностью 500-1000 кВт и более.

Рис.9. Термоэмиссионная космическая ядерная установка «ТОПАЗ»

Ядерная энергетическая установка содержит: термоэмиссионный реактор-преобразователь с замедлителем из гидрида циркония и боковым бериллиевым отражателем, включающим поворотные органы регулирования; систему реактора-преобразователя: приводы органов регулирования  подачи цезия в электрогенерирующие каналы, скомпонованные в блок, расположенный перед реактором-преобразователем; теневую радиационную защиту из гидрида лития, обеспечивающего ослабление радиационного излучения реактора до уровней, допустимых для приборов космического аппарата; систему отвода неиспользованного тепла от реактора теплоносителем (эвтектика натрия-калия), включающая электромагнитный насос, питаемый электроэнергией от реактор-преобразователя, излучатель, для сброса тепла в космическое пространство и другие агрегаты. Мощность электрическая - 5 кВт, мощность тепловая - 150 кВт, ресурс, включая работу до 1 года на 100 кВт режиме - 7 лет, загрузка урана 235 - 11,5 кг, масса - 980 кг.

Основные источники облучения населения России и обусловленные ими эффективные эквивалентные дозы ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ДОЗА, МКЗВ/ГОД Природные: 1. Космические лучи: На поверхности земли 320 2. Гамма-излучение: Фоновое 300 Дополнительное (стройматериалы) 110 3. Внутреннее облучение: Бета - излучатели 200 Альфа - излучатели 160 Дополнительное: " удобрения " сжигание угля 0,3 2 4. Радон - 222, радон - 220: Фоновое 280 Дополнительное: " стройматериалы " почва 480 1090 Медицинские: 1230 " рентгенодиагностика 1200 " радионуклидная диагностика 30 Остальные искусственные источники: 53,1 " испытания ядерного оружия 20 " ядерная энергетика 0,1 " профессиональное облучение 3 " последствия аварии на ЧАЭС (1990) 30 Всего 4200 Основными источниками искусственных радионуклидов в приземном слое атмосферного воздуха на территории России являлись выбросы АЭС и других предприятий ядерно-топливного цикла, а также ветровой подъем радиоактивных веществ с поверхности почв, загрязненных в предыдущие годы в результате испытаний ядерного оружия в атмосфере, а в отдельных регионах европейской части России, Западной Сибири, в результате аварий на Чернобыльской атомной электростанции и на производственном объединении "Маяк" в Челябинской области. В целом по России концентрация суммарной бета-активности в приземной атмосфере составляла 17,2"10-5Бк/м3 кроме территорий, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС и Кыштымской аварии, средние концентрации в воздухе радионуклидов цезий-137 и стронций-90 составили соответственно 0,03"10-15 и 0,005"10-15 Ки/м3. В воде рек России средняя концентрация стронция-90 составляет 0,29"10-12Ки/л.

В измерительной технике в основном используются следующие виды ионизирующего излучения: нейтронное и рентгеновское излучения. - излучение - это положительно заряженные частицы (ядра гелия), обладают слабой проникающей способностью. Их задерживает лист бумаги; - излучение - это электроны и позитроны, обладают средней проницающей способностью, проходят через пластину алюминия в несколько миллиметров; - излучение - это высокочастотное электромагнитное излучение с высокой проницающей способностью, проходят через пластину свинца в несколько сантиметров;

Инженерная графика

 

Сопромат