Источники ядерных излучений, воздействующих на население. Дозы излучения

Ядерная энергетика и окружающая среда

Л8 02 05 12

Температура теплоносителя на выходе из реактора имеет значения в интервале 575—625 К.

Теплоноситель должен обладать достаточной стойкостью под действием ионизирующих излучений (и иметь малые сечения поглощения нейтронов

Требования

Теплоносители

1. Обеспечивать интенсивный отвод теплоты при малых раз­ностях температур теплопередающей стенки и теплоносителя, ма­лых разностях температуры теплоносителя на входе и выходе ап­парата; малых затратах энергии на прокачку, при наименьшем избыточном давлении в аппарате..

2. Теплофизические и химические свойства теплоносителя долж­ны быть стабильными в рабочих интервалах температур и давле­ний (фазовое состояние не изменялось).

3. Теплоноситель должен обладать высокой химической стойкостью и малой химиче­ской и эрозионной активностью.

5. Теплоноситель должен быть доступным, дешевым, безопас­ным в эксплуатации и при хранении.

6. Большое значение теплоёмкости

кипящий теплоноситель – скрытая теплота парообрзования (нагрев 1 г воды на 1 градус – 1 кал; для испарения – 539).

теплоносители: легкая вода (PWR, ВВЭР и с кипящей водой в реакторах BWR, РБМК) и Na в быстрых реакторах.

Преимущества воды как теплоносителя – высокие теплоемкость и теплота испарения, освоенность технологии, невысокая стои­мость. Недостатки - диссоциация под действием излучения и образование гремучей смеси, большая скорость коррозии с вымыванием в контур долгоживущих радионуклидов, боль­шое сечение поглощения на водороде, необходимость поддерживать высокое давление в контуре.

Преимущества Na – высокие рабочие температуры и поэтому низкое давление, высокий термодинамический КПД, невысо­кая скорость коррозии. Недостатки - натрий бурно реагирует с водой и для предотвраще­ния возможного контакта активного натрия с водой в быстрых реакторах используют три контура теплоносителя.

Естественная радиоактивность природной среды.

Радиоактивные семейства:

1. ²³⁸U (период полураспада 4,4710⁹ лет),

2. ²³²Тh (период полураспада 1, 4110¹⁰ лет),

3. ²³⁵U (период полураспада 7,0410⁸лет).

Уран и торий широко распространены в природе. Так породы земной коры содержат в среднем уран в количестве 2.5-3 г/т (в почве порядка 30 Бк/кг), торий - 10-13 г/т (в почве порядка 20 Бк/кг). ²²⁶Ra в почве до 100 Бк/кг.

Вне семейств ⁴⁰К (T_1/2 = 1,2810⁹ лет) в естественной смеси ⁴⁰К - 0.0117%

В горных породах калия - 15-25 г/т, в организме человека - 0,2% от общего веса.

В почве ⁴⁰К порядка 300 Бк/кг

Задача. Оценить равновесную активность ²²²Rn в земной коре и атмосфере.

А= l плотность²³⁸U = l ²²²Rn = 0.1 Бк

Плотность ядер радона в почве n_Rn = A/l = 4,610⁴ ядер/см³

Поток ядер из почвы в атмосферу w = n_RnL/2, где L – длина диффузии радона в почве, определяемая диффузионным сопротивлением и l. Пусть L =10 см

w = 210⁵ ядер/см²с

Поток активности a = lw = 0.04 Бк/см²с

Пусть радон сосредоточен в слое высотой h = 10⁵cм

В объём 10⁵ см³ поступает w = 210⁵ ядер/с и столько же распадается

Плотность ядер n = 2 ядер/см³

Удельная активность q = ln = 410^-6 Бк/см³ = 4 Бк/м³