Големина на текста:
Видове ядрени реакции.
Характеристика на йонизиращите
лъчения
Материята се състои от малки
частици, наречени атоми. Гръцките
философи Демокрит, Лукреций,
Епикур и Левкип считали, че атома е
последното стъпало на делението на
материята по химичен състав.
Доказано е, че строежа на атома се
състои от две части – ядро и
електрони, които извършват
орбитални движения около ядрото.
Атомите на всички химични
елементи се състоят от ядро с
положителен електричен заряд,
около което обикалят по няколко по
– малки частици с отрицателен
електричен заряд, наречени
електрони. Масата на електрона е
малка.
Тя е равна на 9.10
-28
g. Електроните
образуват електронната обвивка на
атома. Тя се състои от един или
няколко електронни слоя. Във всеки
слой се намира определен брой
електрони.
Строеж на атомите хелит, кислород
и натрий
Атомното ядро има сложен строеж и
се състои от още по – малки
елементарни частици, наречени
протони и неутрони.
Протонът е елементарна
материална частица с положителен
електричен заряд. Масата на
протона е 1840 пъти по – голяма от
масата на електрона. Броят на
електроните в даден атом е равен на
броя на протоните на ядрото.
Сумата от протоните и неутроните,
които се намират в атомното ядро,
представлява масовото число или
атомното тегло на химичния
елемент.
Учените физици открили в края
на ХIХ век, че някои от тежките
елементи – торий, уран, радий имат
способност самостоятелно да се
разпадат и изпускат невидими лъчи
– алфа, бета, гама. Тези елементи се
наричат радиоактивни, а свойството
им да изпускат лъчи
радиоактивност. Тя е спонтанно
превръщане на ядрото на един
химичен елемент в ядро на друг
химичен елемент, което се
съпровожда с излъчване на
елементарни частици и
електромагнитни излъчвания.
Радиоактивността бива два
вида – естествена и
изкуствена. Естествената се
наблюдава при тежки метали –
уран, радий и торий, ядрата на
които самопроизволно се
разпадат за определен период
от време. Изкуствената е
осъществена в 1919г. От
Ръдърфорд. Той е успял да
разруши ядрото на атома.
Изотопите са
разновидности на един и същ
химичен елемент, които имат
различни атомни тегла, но
еднакви химични свойства.
Всички изотопи на даден
химичен елемент имат в
атомите си еднакъв брой
електрони и протони.
Водорода има 3 изотопа:
обикновен водород или
протий Н (
1
H
1
), тежък
водород или деутерит – D (
1
H
2
), свръхтежък водород или
тритий – Т (
1
Н
3
). Уранът е
един от радиоактивните
елементи, който се явява в
няколко изотопа: U
233
, U
234
,
U
235
и др.
Всички химични елементи
с атомно число по – голямо от
83 са радиоактивни.
Друга закономерност на
радиоактивното разпадане е
периодът на полуразпадане.
Той изразява времето, в което
се пазпадат половината от
атомите на даден изотоп.
Разпадането продължава до
тогава, докато се получи
нерадиоактивен елемент.
Периодите на полуразпадане
на радиоактивните изотопи са:
-уран 235 – 707 млн.
години;
-уран 238 – 4.5 млрд.
години;
-радий 226 – 1622 години;
-калций – 45 – 163 дни.
Освен по естествен начин,
изменението на състава на
ядрото може да се осъществи
и по изкуствен път.
Необходимо е да се измени
съставът на ядрото. Това може
да стане чрез бомбардирането
му със специални ядрени
снаряди – ядрата на деутерит,
протони и неутрони.
Придобили са значение два
вида изкуствени ядрени
превръщания:
-реакция на делене на
тежките ядра ( верижна
ядрена реакция );
-реакция синтез на леките
ядра ( термоядрена
реакция ).
Реакцията на делене на
атомните ядра ( верижна ядрена
реакция ) е открита през 1939
година от Енрико Ферми, Ото
Ханс, Лиза Майтнер. Те са
доказали, че ядрата на U
235
се
разцепват и образуват ядра на
различни радиоактивни изотопи:
циркон, ксенон телур и др. От
всяко ядро се отделят по два или
три свободни неутрона. Те са
способни да предизвикат делене
на нови ядра на уран 235. Този
процес на разпадане на ядрата
на урана и плутона се нарича
верижна ядрена реакция. Тя
протича много бързо и се отделя
огромно количество енергия.
Термоядрената реакция е
друг начин за получаване на
ядрена енергия. За протичане на
този процес се използват
изотопите на леки елементи
водород хелий, литит. За
извършване на синтезата най –
напред се използват двата
изотопа на водорода – деутерий
и тритит. При сближаването на
ядрата на деутерия и трития под
действието на ядрени сили два
неутрона и два протона се
свързват в устойчива система.
Тя се нарича ядро на хелия.
За протичането на
термоядрената реакция е
необходима свръхвисока
температура. Необходимата
температура се създава с
помощта на верижната ядрена
реакция. При термоядрената
реакция се освобождава енергия,
която е няколко пъти по
мощна от енергията, която се
получава при ядрените
разпадания.
Верижните и термоядрени
реакции са източник на голямо
количество енергия. Като
забавители на неутроните при
верижните реакции се използват
1
тежката вода, берилият, графитът,
кадмият и др.
2. Поразяващо действие на
йонизиращите лъчения – лъчева
болест. Клинична картина на
проявлението й.
Всяко лъчение, чието въздействие
със средата води до образуване на
електрични заряди с различни знаци,
се нарича йонизиращо лъчение.
Съществуват 2 вида лъчения –
корпусколярно и фотонно
йонизиращо лъчение.
Корпусколярното лъчение
представлява поток от елементарни
частици с маса в покой, различна от
нула, образувани при радиоактивно
разпадане, ядрени превръщания.
Това са алфа и бета частиците,
неутроните, електроните,
позитроните и др. Корпусколярното
лъчение, което се състои от поток от
заредени частици се отнася към
непосредствено йонизиращо
лъчение. Неутроните и другите
неутрални елементарни частици не
създават непосредствена йонизация.
Такова лъчение се нарича косвено.
Фотонното лъчение също е
косвено лъчение. Към него се
отнасят гама лъчението, спирачното
и рентгеновото лъчение. Светлината
и ултравиолетовите лъчи не са
йонизиращи лъчения. Спирачното и
характеристичното и гама
лъченията, както и радиовълните,
инфрачервеното и ултравиолетовото
лъчение и светлината имат една и
съща физична природа.
Представляват поток от
електромагнитни трептения, които
се разпространяват във вакуум и
постоянна скорост 300 000 км/с.
Гама лъчението е лъчение,
изпускано при радиоактивно
разпадане или при ядрени реакции.
При взаимодействие на
заредените частици с полето на
ядрата възниква фотонно лъчение,
което се нарича спирачно. То е
открито от Рьонтген и затова се
нарича рьонгеново.
Йонизиращото лъчение е
поток от заредени частици. При
преминаването им през веществото
в резултат на взаимодействието с
електроните на атомите и с
електричните полета на ядрата те
губят своята енергия.
Всички живи същества,
които населяват нашата планета се
развиват по въздействието на
постоянно действащи
източници на йонизиращи
лъчения. Към естествените
източници на йонизиращи
лъчения спадат космическото
лъчение и естествените
радиоактивни вещества.
Различават се два вида
космическо лъчение –
първично и вторично.
Първичното е поток от
частици с висока енергия,
попадащи в земната
атмосфера от междузвездното
пространство. Голяма част от
него се образува извън
Слънчевата система и се
нарича галактично. То се
състои от протони и алфа
частици. В него няма
неутрони, защото периода на
полуразпадане на неутрона е
10,4 мин. Той се разпада на
протон и позитрон. При
слънчеви изригвания се
пораждат така нареченото
слънчево космическо лъчение,
което се състои от протони и
алфа частици. Естествената
радиоактивност на земната
кора е втората съставна част
на естествения радиационен
фон. Дължи се на естествената
радиоактивност на
радиоактивните семейства и
на радионуклеидите от
средната част на периодичната
система на елементите.
Съществуват 3
радиоактивни семейства :
семейство на урана, тория и
актиния.
Родоначалник на семейството
на урана е радионуклидът
235U с период на
полуразпадане 4,51 млрд
години.
Родоначалникът на
семейството на тория е
радионуклидът 232Th с
период на полуразпад 14,1
млрд. години.
Родоначалник на семейството
на актиния е радионуклидът
235U с период на полуразпад
707 млрд. години
Геотермалните води
повишават облъчването на
хората. Те изнася на земната
повърхност радон, който е
благороден газ. В районите с
умерен климат
концентрацията му е около
пъти по-висока в помещенията,
отколкото на открито.
Широкото използване
на атомната енергия за различни
цели води до увеличаване на
облъчването както на отделния
човек, така и на цялото
човечество. Радиацията има
свойството да йонизира атомите
и молекулите на средата.
Живият организъм е извънредно
богат на течна среда. Когато
йонизиращата радиация се
погълне от организма, тя отдава
постепенно енергията си за
редица физически агенти и
сложни химически реакции.
Под действието на
радиацията водата в организма
се разлага, в резултат на което се
образуват силно
химичноактивни радикали,
водороден прекис. Водородния
прекис има токсично действие.
Водата е основната среда, в
която и чрез която се пренася
енергията, необходима за
жизнената дейност.
При дози на облъчване
по-големи от допустимите се
появява остра лъчева болест.
При облъчването най-напред се
поразяват клетките на
централната нервна система. Те
са много чувствителни към
лъчево действие. Лъчевата
болест влияе пагубно на
клетките на костния мозък,
намалява се количеството на
белите кръвни телца и на
тромбоцитите в кръвта.
Лъчевата болест се
характеризира с отслабване на
организма, кръвоизливи,
окапване на косата.
Пораженията зависят от
погълнатата доза и от времето за
което е получена. Лъчевата
болест има четири степени.
-първа степен (лека)
възниква при погълната доза
1-2 gy. Скритият период е
две три седмици. След това
настъпва отслабване на
организма , главоболие
стомашно чревни
разстройства. Няма смъртни
случай.
-Средна – тя се получава при
погълната доза 2-4gy
Скритият период е 4-5 дни.
Заболелите се нуждаят от
продължително лечение.
Смъртни случай до 15%.
2
-Тежка – се получава при
погълната доза 4-6gy.
Заболелите се нуждаят от
интензивно лечение няколко
месеца. За около 30 дни се
получават около 50% смъртни
случаи. Скритият период е
няколко часа.
-Крайно тежка – се получава при
доза по-голяма от 6 gy. Почти
всички заболели умират.
Защитата може да се раздели
основно на физична
фармалохимична и биологична.
Най-важна защита от йонизиращите
лъчения е физичната. Осигурява се
от съответните инженерни защитни
съоръжения – скривалища ПРУ. Ако
по това време на утаяване на
радиоактивния прах хората се
намират на открито трябва да
използват гумирани наметала или по
най-бързият начин да е укрият в
скривалища и укрития.
Фармакохимичната защита се
състои в открива и използване на
вещества които снижават
поразяващия ефект на
йонизиращите лъчения. Тези
вещества се наричат радио
протектори. Те имат защитен ефект
като се използват кратко време (20-
30 минути) преди облъчването.
Ефикасен радиопротектор е
цистаминът. Високо ефективни са
радиопротекторите цистафос и
мексамин.
Биологичната защита както и
химическата се осъществяват с
лекарствени средства. Това са
женшенът и някои микро елементи
(калции, флуор и други).
3. Особености на радиоактивното
замърсяване след авария в АЕЦ.
Оценка на обстановката по
следата на радиоактивния облак.
Единици за измерване на
радиацията и дозите на
облъчване.
Техническяит прогрес който
съпътства развитието на
човечеството изисква непрекъснато
повишаване на
електропроизводството.
Потребността от електроенергия
расте с увеличаването населението
на планетата. Най-перспективен
източник на енергия са ядрените
електроцентрали. Крият
потенциални опасности за живите
организми и околната среда.
Тъй като ТЕЦ,
използващи въглища,нефт и
газ са първостепенния
източник на атмосферно
замърсяване все повече
електроенергия ще се
произвежда от АЕЦ. За
нещастие АЕЦ представляват
опасност за замърсяване на
околната среда. Типичния
атомен реактор използва като
„гориво” смес то уран 235 и
уран 238. Горивните елементи
които са във формата на
топчета от уранов окис се
нареждат в дълги тълкостенни
циркониеви патрони.
Реакторът може да съдържа
няколко стотин килограма
уранов окис. Интензивността
на верижната реакция се
контролира с помощта на
надниеви пръти. Те могат да
се вмъкват или да се
издърпват от ядрото на
реактора. При протичане на
верижната реакция се отделя
голямо количество топлина.
Тя се използва за
производството на прегрята
пара. На свой ред тя върти
турбините и се произвежда
електрическа енергия. В
действителност ядрото на
реактора се нагрява
извънредно много.
Температурата му се
поддържа около 540 С. В света
работят 450 ядрени реактора.
От пускането на първата АЕЦ
през 1954 край Москва до сега
са станали 155 малки и големи
аварии с ядрени реактори.
Към най-големите аварии
могат да бъдат отнесени
авариите в адрените реактори
на „Уиндеклеинс”, Англия
1957 година.; АЕЦ „Хамс”
Германия 1986 година и
други. На 30.9.1999 година е
станала авария в ядрен
реактор в Япония. Облъчени
са били 48 души.
Обща авария е тази
чиито радиационни
последствия се
разпространяват за пределите
на АЕЦ и довеждат до
облъчване на персонала,
населението и замърсяване на
околната среда.
Радиационно
опасните аварии, според
класовете на аварийните
състояния се подразделят на :
аварийна готовност, аварийна
обстановка на станцията,
аварийна обстановка на
площадката и аварийна
обстановка зад пределите на
площадката.
„Аварийна готовност’ се
обявява при възникване на
особени условия които могат да
доведат до аварийна ситуация но
няма време да се вземат мерки за
предотвратяване на аварията.
„Аварийна обстановка
на площадката” се обявява при
възникване на местна авария.
Установено е радиоактивни
изотопи само в района на
площадката.
„Аварийна обстановка
зад пределите на площадката” се
въвежда при обща (тежка)
авария във електроцентралата
когато е засегната площадката и
околната среда.
Основните различия във
формирането на следата на
радиоактивния облак при ядрен
взрив и при аварии в АЕЦ.
-при авария рядко може да се
очакват значителни
температури
-поради различни причини
изхвърлянето на активно от
аварирала АЕЦ може да
продължи няколко
денонощия
-при мирновременни аварии
е малка вероятността
значителна част от
активността ад бъде
изхвърлена в околната
среда.
-При по-продължителна
работа до момента на
аварията в активната зона на
аварията се натрупват
изотопи с по-голям период
на полуразпад.
- Съществуват различия в
условията на образуване на
аерозолната активност при
ядрен взрив и при авария в
АЕЦ.
Основната част от
активността при аварията в
Чернобил в началния период се
дължи на йод 131. Периодът на
полуразпад на йод 131 е 8,05
денонощия цезий 134 2,1
година.
Под радиоционна обстановка
след авария в АЕЦ се разбира
мащабите и степента на
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Видове ядрени реакции. Характеристика на йонизиращите лъчения

Материята се състои от малки частици, наречени атоми. Гръцките философи Демокрит, Лукреций, Епикур и Левкип считали, че атома е последното стъпало на делението на материята по химичен състав...
Изпратен от:
kanarinis721
на 2012-01-31
Добавен в:
Пищови
по Ядрена физика
Статистика:
95 сваляния
виж още
 
 
Онлайн тестове по Ядрена физика
Тест по практическо използване на ядрената енергия
тематичен тест по Ядрена физика за Студенти от 2 курс
Обединява част от материалът нужен за усвояване от студентите, изучаващи ядрена и неутронна физика. Въпросите са с един верен отговор.
(Труден)
19
10
1
3 мин
15.08.2012
» виж всички онлайн тестове по ядрена физика

Видове ядрени реакции. Характеристика на йонизиращите лъчения

Материал № 803051, от 31 яну 2012
Свален: 95 пъти
Прегледан: 233 пъти
Предмет: Ядрена физика, Физика
Тип: Пищов
Брой страници: 13
Брой думи: 7,714
Брой символи: 48,909

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Видове ядрени реакции. Характеристика на йонизи ..."?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Последно видяха материала