Ядерный реактор, излучения

Изотопы находят широкое применение в научных исследованиях, где они используются как меченые атомы для выяснения механизма химических и, в частности, биохимических, процессов. Для этих целей необходимы значительные количества изотопов. Стабильные изотопы получают выделением из природных элементов, а радиоактивные в большинстве случаев с помощью ядерных реакций, которые осуществляются искусственно в результате действия на подходящие элементы нейтронного излучения ядерных реакторов или мощных потоков частиц с высокими энергиями, например дейтронов (ядер дейтерия й), создаваемых ускорителями. Один и тот же изотоп можно получить различными путями. Так, например, для получения радиоактивных изотопов водорода, углерода, фосфора и серы, наиболее широко используемых в практике биологических исследований, осуществляются следующие ядерные реакции [c.26]

Ядерные излучения нашли своеобразную область применения в форме метода радиоактивационного анализа. В ряде областей новой техники требования к чистоте материалов намного превосходят все пределы прежних требований в этом отношении. Допустимые содержания некоторых примесей оказываются лежащими в пределах 10" —10 % и даже ниже. Таковы требования к важнейшим полупроводниковым материалам ( 55) и жаропрочным сплавам, к материалам, применяемым при сооружении ядерных реакторов. В последнем случае необходим тщательный контроль [c.557]

Металлический цирконий и сплавы. Металлический цирконий, не содержащий гафния, и его сплавы применяются преимущественно в атомной энергетике для изготовления оболочек тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), теплообменников и других конструкций ядерных реакторов, которые не должны поглощать, нейтроны и обладать высокой стойкостью против действия ядерных излучений при повышенной температуре. [c.308]

Источником тепла всех современных атомных энергетических установок является ядерный реактор — устройство, в котором протекает самоподдерживающаяся управляемая ядерная реакция. Ядерное горючее уран применяется в виде стержней, называемых тепловыделяющими элементами. Та часть реактора, в которой размещается уран и протекает реакция деления, называется активной зоной. Вокруг нее обычно располагается отражатель нейтронов. Назначение отражателя состоит в том, чтобы вернуть в активную зону реактора возможно большее количество вылетающих из нее нейтронов. В качестве отражателей применяются легкие металлы, углерод (в виде графита), обычный и тяжелый водород. Реактор должен иметь надежную защиту с тем, чтобы выделяющиеся в активной зоне излучения не проникали за пределы реакторов. [c.96]

Источниками излучений большой энергии, используемыми в радиационной химии, могут служить отходы, получаемые при работе ядерного реактора. При делении каждого ядра образуются два новых ядра с приблизительно равными массами. Эти продукты образуют группу изотопов с массовыми числами от 72 до 162. Атомы продуктов деления нестабильны в процессе р-распада идет превращение одного химического элемента в другой. В ряде случаев образующееся после испускания Р-частицы ядро находится в возбужденном состоянии переход такого ядра в нормальное или основное состояние сопровождается излучением одного или нескольких у Квантов. [c.257]

Другими источниками излучения являются некоторые искусственно получаемые радиоактивные изотопы, в частности Со. Такие радиоактивные вещества получаются в ядерных реакторах при облучении нейтронами различных материалов. В зависимости от времени облучения нейтронами, можно получить препарат с определенным содержанием изотопа Со, т. е. препарат определенной активности. Период полураспада Со равен 5,3 г. Энергии у-лучей Со равны 1,16 и 1,30 Мэе. [c.258]

Если в процессе облучения образец погружен в воду, то на его поверхности могут протекать реакции с образованием продуктов распада воды (Н, ОН, Оа). В тех случаях, когда источником облучения является раствор отработанного топлива йз ядерного реактора, то большая часть излучения на поверхности раздела будет представлена р-частицами или электронами большой энергии, которые проникают всего на несколько миллиметров, В таких случаях произойдет интенсивное взаимодействие материала с продукт и распада воды, и эта реакция приведет к отвердению и повышению хрупкости поверхности битумного слоя. [c.165]

Для осуществления радиационно-химических процессов используются различные источники излучений. Одним из наиболее распространенных является радиоактивный кобальт с уизлучением, имеющим энергию более (1 МэВ). На практике начали применяться ускорители электронов, а также способы непосредственного использования излучений ядерных реакторов. [c.200]

И, наконец, наиболее увлекательной в теоретическом плане и обнадеживающей в технико-экономическом отношении перспективой является превращение атомных электростанций будущего в химико-энергетические комбинаты, ядерные реакторы которых одновременно с их основным назначением могли бы служить как бы непроизвольными генераторами различных видов искусственно рафинированного нейтронного, а также а-, р- и у-излучения, для ра- [c.237]

В частности, ванадий обладает малым эффективным сечением захвата нейтронов (1,1 барн) и, следовательно, не изменяет заметно свойств в условиях сильного излучения. На рис. 19 приведена фотография топливного элемента ядерного реактора, изготовленного одной из фирм США. Внутренняя трубка состоит из ванадия, уран заключен в оболочки, сделанные из ниобия. [c.99]

Изучение строения атомных ядер, радиоактивности и искусственное приготовление радиоактивных изотопов нашло применение в различных областях науки и техники, а-, р -, р+-, -излучение и выделение свободных нейтронов прежде всего оказывают сильнейшее биологическое воздействие на живые организмы, и использование различных ядерных процессов должно производиться в соответствующих условиях и с применением надежной защиты. Мощные дозы излучения существенно влияют на свойства конструкционных материалов и металлов и, как правило, понижая их пластические свойства, делают их хрупкими. Поглощение Р -, и 7-излучения создает микродефекты в кристаллах (ближние и дальние пары вакансия и атом в междоузлии), нарушает связи в неметаллических материалах. Металлы, обладающие меньшим поперечным сечением захвата (а), в меньшей степени подвергаются воздействию излучения и могут быть использованы для изготовления деталей и узлов ядерных реакторов. Такими являются металлы V, N6, Т1, 2г и др. [c.66]

Разнообразное применение галлий находит в связи со своей легкоплавкостью и малой летучестью. В атомной технике было предложено использовать его в виде сплавов с оловом и цинком в качестве теплоносителя в ядерных реакторах, а также в виде сплава с индием в качестве носителя Y-излучения в радиационных контурах ядерных реакторов. Такой эвтектический сплав (14,2 ат. % индия) благодаря своей низкой температуре плавления (15,8°) и склонности к переохлаждению остается жидким при комнатной температуре [80]. Предложено много других областей применения легкоплавких сплавов галлия для наполнения высокотемпературных термометров (600—1500°), для устройства гидравлических затворов в вакуумных приборах, плавких предохранителей и т. п. [c.245]

Принципиальная схема ядерного реактора показана на рис. XVI -29. Заполненное графитом и ураном реакционное пространство А окружено отражателем нейтронов Б и толстой обкладкой В, служащей для защиты от излучений реактора. Контроль его работы осуществляется ионизационной камерой Г, передающей сигналы усилительному устройству (Д). Последнее автоматически регулирует работу реактора путем выдвигания или вдвигания сильно поглощающего нейтроны стержня ( ). [c.527]

Уникальными свойствами обладают стекла с церием, способные сохранять прозрачность (не темнеющие) под действием самых сильных радиоактивных излучений. В ядерных реакторах цериевые стекла надежно защищают обслуживающий персонал от вредного действия радиации, позволяя наблюдать за ходом процесса. [c.403]

Однако из литературных данных известно, что физические дефекты, созданные в твердом веществе путем облучения, в ряде случаев оказываются неожиданно стойкими даже при высоких температурах. Так, семидневное облучение металлов, например меди или золота, в ядерном реакторе (Ок-Ридж) вызывало [33] вытеснение из решетки приблизительно 0,001% атомов. Для такого вытеснения требуется около 25 эв, что является величиной, до известной степени типичной для металлов с подобной кристаллической структурой. Вызванное облучением увеличение удельного сопротивления на 80—90% исчезало в результате отжига, который происходил уже при температурах ниже комнатной. Однако увеличение объема меди, вызванное-бомбардировкой дейтронами, даже при 400° С исчезало в результате отжига лишь на 20%. Следовательно, не все действия радиоактивного излучения удается устранить простым нагревом. [c.121]

В области низких интенсивностей и особенно для электромагнитных излучений удобно использовать дозиметр Ге — Ре [44]. Метод основан на том, что радиационный выход С для реакции превращения двухвалентного железа в трехвалентное в стандартном растворе известен, если точно определить спектрофотометрически степень превращения. Может применяться и метод с окрашенным целлофаном [13], хотя он несколько менее точен. Этот метод удобен тем, что при нем количество поглощенной энергии определяют непосредственно по степени обесцвечивания окрашенного целлофана. Однако оба эти метода трудно нрименимы при высоких интенсивностях облучения, с которыми приходится иметь дело в ядерных реакторах и ускорителях электронов. Кроме того, существует область радиационных нроцессов, в которой точная дозиметрия при помощи химических способов весьма сложна, а именно при изучении реакций тазов в присутствии твердых веществ, например катализаторов. Химическая дозиметрия при помощи, например, широко применяемой реакции полимеризации ацетилена в данном случае практически непригодна вследствие трудностей, возникающих в связи с загрязнением катализатора. [c.123]

В лабораториях фирмы Эссо хорошие результаты как в жидкой, так я паровой фазе получаются при помощи двух очень удобных и универсальных. дозиметров, которые могут использоваться при облучении гамма-лучами, в ядерных реакторах или электронами. В одном из этих дозиметров в качестве эталона используется инициируемое излучением разложение метана измеряют количество водорода, образующегося в результате облучения. Водород получается в виде весьма разбавленного газа (менее 0,1%) поэтому Точность метода зависит от точности определения низких концентраций водорода. Этот дозиметр применяют следующим образом. [c.123]

Ня другом этапе этой работы изучали высокотемпературные реакции, в которые вступают обычные катализаторы риформинга и крекинга. Катализаторы облучали в погруженном ядерном реакторе. Они были завернуты в алюминиевую фольгу и запаяны в сварных контейнерах, из которых был полностью откачан воздух. Во время облучения измеряли температуру, интенсивность гамма-излучения и поток быстрых и медленных (тепловых) нейтронов. Облучение продолжалось несколько недель общая дозировка составляла около 6. 101 медленных нейтронов на 1 см , 7 101 быстрых нейтронов на 1 см и 3 10 рад ч гамма-излучения. Во время облучения температуру поддерживали в пределах примерно 93—149° С. После облучения катализаторы оказались сильно радиоактивными для снижения радиоактивности до уровня, допускавшего проведение дальнейших опытов, их пришлось хранить при комнатной температуре в течение 4—8 недель. После этого определяли каталитическую активность облученного и необлученного катализаторов в опытах, условия которых приведены ниже. [c.161]

Важным сооружением этой установки является бассейн, в который выгружаются из реактора и выдерживаются для снижения уровня ионизирующих излучений отработавшие твэлы. На рис. 15 приведен общий вид бассейна для выдержки твэлов радиохимической лаборатории при английской атомной станции в Беркли. Этот сравнительно небольшой бассейн имеет объем 400 м , снабжен электрическим краном грузоподъем,-ностью 60 т. Стенки бассейна бетонные, гладкие, покрытые краской на основе эпоксидных смол. Бассейн заполнен деминерализованной водой (конденсатом), pH воды равно 10,5 каждые сутки на байпасную очистку выводится из бассейна 40 воды. Бассейны аналогичной конструкции сооружаются при большинстве экспериментальных ядерных реакторов. [c.47]

Эксплуатационный персонал исследовательских ядерных реакторов, работающий во II зоне, проходит санитарный пропускник. Воды санитарных пропускников следует контролировать по содержанию радиоактивных загрязнений, определять их суммарную удельную активность по а- и р-излучению. Сброс этих вод в хозяйственно-фекальную канализацию допускается только при строгом выполнении следующих условий [c.54]

Одним из источников ионизирующего излучения являются ядерные излучения, сопровождающие различные ядерные превращения и реакции (а -распада, захват нейтронов, деление и др.). Важное практическое значение имеют долгоживущие нуклиды Со (с периодом полураспада Го з = 5,1 года), получаемый по реакции Со (п, V), на что идет часть нейтронов активной зоны ядерных реакторов l37 s (Tq s = 30 лет) обычно в смеси с 34 s (Tg 5 = 2,2 года) и (Tq s = 28 лет), образующийся с большим выходом при делении тяжелых ядер в активной зоне ядерных реакторов [20]. [c.105]

Разработаны и другие процессы получения нейтронов при бомбардировке дейтерием. Используются также ядерные реакции, возбуждаемые у-излучением. С пуском ядерных реакторов появился мощный источник нейтронов, намного превосходящий по интенсивности все известные до сих пор методы их получения. Современные ядерные реакторы имеют поток нейтронов порядка Ю нейтрон/(см -с). В реакторах с плотностью нейтронного потока 10 —10 нейтрон/(см -с) можно полностью перевести в другие элементы загруженный материал в течение нескольких месяцев. Применение этого метода для накопления весомых количеств трансурановых элементов можно показать на примере кюрия. При облученииде Сгп потоками нейтронов мощностью 10 нейтрон/(см -с) можно полу- [c.417]

Исследования по применению ионизирующих излучений для промышленных газофазных процессов были начаты во второй половине 50-х годов. Первыми были работы по исследованию хемоядерного синтеза под действием осколков деления в ядерном реакторе. В настоящее время эти работы прекращены из-за больших трудностей по очистке конечных продуктов от наведенной радио истивности и радиоактивных загрязнений [18]. [c.182]

Кризис теплоотдачи при кипении (пережог). При пленочном режиме кипения иногда температура поверхности нагрева может подняться до чрезмерно высокого значения. Если тепловой поток по существу не зависит от температуры (как это имеет место у поверхностей, которым тепло передается в результате теплового излучения в топке или в результате ядерного деления в топливных элементах ядерного реактора), температура поверхности при неблагоприятных условиях циркуляции жидкости может подняться выше точки плавления, когда тепловой поток слишком велик. Тепловой поток, характеризуемый. максимумом на кривой рис. 5.1, называют критическим тепловым 1ЮТ0К0М. [c.86]

При умеренных температурах ионы могут образовываться из молекул газа под действием частиц высоких энергий или жесткого электромагнитного излучения. Это происходит, -например, при прохождении через газ а- и (З-частиц и у-излучения при радиоактивном распаде, при облучении рентгеновскими луча ,и1, при действии пучка электронов или других частиц, полученного в ускорителях элементарных частиц, при действии нейтронов в ядерных реакторах, при прохожденш через газ электрического разряда. В частности, ионизацией газа сопровождается действие жесткой солнечной радиации и космических лучей на верхние слои атмосферы н действие газовых разрядов на нижние слои атмосферы. [c.27]

Корпускулярное излучение состоит из незаряженных нейтронов и заряженных частиц, например, электронов, протонов и а-частиц. Обычным источником получения нейтронов является ядерный реактор. Заряженные частицы могут образоваться при ядерных реакциях (включая радиоактивный распад) или в электроускорителях. [c.156]

Чрезвычайно важно изучение радиоактивных изотопов платиновых элементов, поскольку они образуются в ядерных реакторах в результате деления ядер урана. Число радиоизотопов обычно очень велико, и свойства их сильно различаются. Например, нечетный родий, относящийся к числу элементов-одиночек (стабильный изотоп 45 НЬ, тип ядра по массе 4/г + З) имеет 13 радиоактивных изотопов, а четный рутений, плеяда стабильных изотопов которого состоит из 7 изотопов, имеет 9 радиоизотопов. Среди последних — изотоп дающий при радиоактивном распаде опасное жесткое излучение и имеющий большой период полураспада год). Сложность дезактивации местности и помещений, зараженных радиоактивными изотопами платиновых металлов, связана с тем, что они склонны образовывать очень прочные, низкой реакционной способности комплексные соединения, часто нейтральные, не сорбирующиеся поглотителями и не вступающие в химические реакции. Все это делает дальнейшее изучение химии платиновых элементов актуальной задачей. [c.154]

Стекольная и керамическая промышленность. РЗЭ приобрели большое значение в производстве стекла, керамических и абразивных материалов. В стекольной промышленности РЗЭ применяются как для окрашивания стекла (в желтый цвет — СеОа, красный — N(3203, зеленый—РгаОз и т. д.), так и для обесцвечивания его (соли N(1, Ег, Се), для изготовления специальных стекол, поглощающих УФ-лучи (N(1 — для защиты от солнечных лучей, N(1 + Рг + Се— в стекле очков для сварочных и других работ [10]). Чистая окись лантана применяется в оптических стеклах к объективам ( ютоаппаратов. В специальные стекла для призм Николя и приборов Тиндаля вводят окислы неодима и иттрия. Неодимовые стекла употребляются в качестве фильтров в рентгеноструктурных и астрофизических исследованиях [11]. Большое значение приобрело использование церия для изготовления стекол, не подвергающихся действию радиации, которые используются для защиты от излучения в ядерных реакторах [12]. Весьма перспективно применение РЗЭ в керамике для самых различных целей специальные тигли — для плавления металлов (Се5 плавится при 2900°), высокотемпературные покрытия (Се5 и УаОз) — для ракето- и авиастроения [13]. На основе создана керамика, прозрачная, как стекло, пропускающая ИК-лучи, стойкая до 2200° [14], Высокотемпературные керамические нагреватели на основе 2гОа, содержащие до 15% УгОз, выдерживают на воздухе нагревание выше 2000° [9, 15]. РЗЭ в глазури уменьшают ее растрескивание, усиливают блеск, придают ей различную окраску [4]. [c.87]

Галлий используют для изготовления высокотемпературных термометров с кварцевыми капиллярами, которые позволяют измерять температуру до 1500° С. Благодаря хорошей отражательной способности индия (лучшей, чем у серебра) его применяют для изготовления рефлекторов и прожекторов. Таллий ниже 73 К становится сверхпроводником и поэтому приобретает большое значение в космонавтике. Циик-индиевыми сплавами покрывают стальные пропеллеры для придания им атмо-сферостойкости. Галлий и индий применяют как легиру-юшие добавки при получении р-типов кремния и германия, для получения соединений типа Галлий может быть хорошим теплоносителем в ядерных реакторах и в системах охлаждения лазерных кристаллов. Оксид галлия увеличивает пропускную способность стекол для инфракрасного излучения. Оксидом индия покрывают стекла для придания им электрической проводимости при сохранении прозрачности. [c.354]

При эксппуатации кипящих ядерных реакторов быпи отмечены спучаи КРР элементов активной зоны при воздействии элементов интенсивного радиационного излучения. Установлено, что склонность к КРР стапей проявляется, если величина потока превышает 2- 1021 н/см2 (Е> 1,0 Мав). [c.41]

Радиационная химия углеводородов относительно широко изучена в области сравнительно низких температур Ц,5, 7], но в области высоких температур проведено лишь крайне небольшое число исследований. Вместе < тем результаты, получаемые при температуре, равной или близкой к температуре начала крекинга, имеют важное значение для изучения радиационных процессов. В этом разделе приводятся результаты исследований, проведенных на индивидуальных углеводородах и газойлевых фракциях в поточных условиях с использованием как кобальта-60 (3200 кюри), так и смешанного излучения в активной зоне ядерного реактора в Брукхейвене. Экспериментальная методика, применявшиеся реакторы и методы дозиметрии подробно описаны в литературе [20]. Состав газойлевых фракций, применявшихся >в этих исследованиях, приведен в табл. 10. [c.141]

Облучение нефтезаводских потоков, например газойлей, в ядерном реакторе приводит к наведенной радиоактивности, главным образом бета-излучению, в преобладающей степени обусловленному фосфором-32, серой-35 и углеродом-14. Эти изотопы и создают основные трудности нри работах с такими газойлями, как нарафинистый южнолуизианский (316—371° С) и нафтеновый западнотехасский (316—357° С). Наведенная радиоактивность объясняется присутствием в этих газойлях серы, содержание которой достигает [c.146]

Влияние облучения обнаруживается и в удалении металлов (ванадий, никель) из тяжелого нефтяного сырья. Нефтяные фракции подвергали действию гамма-излучения кобальта-60 или в ядерном реакторе. Затем их промывали водой, разбавленной соляной кислотой и водными растворами пиридина (в последовательности перечигсления). Гамма-облучение остаточного сырья (остаток нефти Бачакеро, выкипающий выше 482° С) при дозировке 20—120 Мрад давало пзбольшое, но заметное повышение (около 20%) степени удаления металлов. Однако 10-суточное облучение в ядерном реакторе оказывало более сильное действие на полноту удаления никеля и ванадия (табл. 21). [c.157]

В радиационно-хим. установках используют долголшву-щие изотопные источники излучения (чаще всего Со) мощностью до 50 кВт и ускорители электронов (энергия 0,5—1,5 МзВ, мощность до 100 кВт). Перспективные источники — радиац. контуры, позволяющие комплексно использовать ядерное горючее. Радиац. контур состоит из генератора активности, облучателя радиационно-хим. установки, соединяющих их коммуникаций и устройств для перемещения по контуру рабочего в-ва. В генераторе, располо-женпон вблизи активной зоны ядерного реактора, рабочее [c.489]

Проводились также исследования взаимодействия процессов излучения и конвекции для не серых излучающих жидкостей. Так, использовались некоторые предельные формы излучения для приближенного нахождения профилей спектра излучения в газах [И]. В работе [67] для той же задачи и не серых газов применялся метод локальной неавтомодельности. Анализ излучения в жидкостях играет важную роль в разработке технологии производства стекла, при проектировании бассейнов солнечных энергетических установок, а также при расчетах противоава-рийных оболочек ядерных реакторов. В работе [7] исследовалось поглощение по всей полосе частот для случая поглощающих и излучающих жидкостей. Используя методы локальной неавтомодельности, авторы этой работы провели расчеты взаимодействия излучения и конвекции в жидком пограничном слое при течении четыреххлористого углерода около вертикальной поверхности с заданным постоянным тепловым потоком. Теоретические кривые, иллюстрирующие влияние излучения на температуру поверхности ф 0, ) и на градиент температуры на стенке (0, I), представлены на рис. 17.6.3. Тут же для сравнения представлен случай, когда тепловое излучение пренебрежимо мало, т. е. е = 0. Здесь — местная неавтомодельная переменная, зависящая от X, ф—безразмерная местная температура и фг,— температура в отсутствие излучения. Как и ожидалось, при возрастании Ёш, а также по мере продвижения вниз по потоку влияние излучения сказывается все в большей и большей степени. [c.489]

Перспективен радиолиз воды и водных р-ров СО2, H2SO4, H l, НВг, H2S, Ag l и др. под действием ядерного излучения (жесткого у, нейтронного). Наиб, мощные источники такого излучения - ядерные реакторы. Для развития этого метода необходимо создать источники ядерного излучения с высокой энергонапряженностью, разработать системы, способные поглощать реагирующей средой более 50% энергии излучения и использовать ее с радиац. выходом более 10 молекул Н2 на 100 эВ. [c.405]