🗊Презентация Ядерные реакции и их воздействия

Ядерные реакции и их воздействия 1.Природа ионизирующих излучений 2.Энергия ядерных излучений 3.Измерение излучений 4.Действие ядерного взрыва

Хронология наиболее опасных ядерных аварий 1957 год, Англия (АЭС, Уиндскейл). 1979 год, США (АЭС, Гаррисберг). 1986 год, СССР (АЭС в городе Чернобыль в Украине). 2011год, Япония, АЭС Фокусима

Объекты, относящиеся к «мирному атому» атомные электростанции ; предприятия по переработке ядерного топлива и ядерных отходов; научно-исследовательские институты с установками на ядерном топливе; корабли надводного и подводного флота с ядерными энергетическими установками; космические аппараты с ядерными источниками питания; транспортные средства для перевозки радиоактивных материалов.

Стандартная модель атома

Ионизирующие излучения из атома Плотность ядра достигает 100.000тонн/ ��−частица ( ядро атома Гелия).Известно более 120 ��-излучающих ядератомов. Ядра с числом протонов более 72 большие и потому силы притяжения нуклонов ослабевают. Прираспаде (существует более 900 - радиоактивных изотопов) происходит превращение нейтрона в протон и наоборот, а из ядра вылетает электрон или позитрон (фактически внутри нейтрона d-кварк перерождается в u-кварк с испусканием еще и антинейтрино). Возбужденные ядра колеблются, вращаются, могут менять форму, выбрасывают («рождают») те или иные частицы, а электромагнитные волны выносят при этом из ядра ещё и наиболее заряженные фотоны, которые называют обычно��− квантами и ядро переходит в следующее дискретное состояние. Два �� −кванта могут образоваться и при аннигиляции (уничтожении) электрона и позитрона

Распад ядер

Мирный атом

Ядерная реакция

Ядерная реакция

2.Энергия ядерных излучений Радиоактивность-самопроизвольный распад ядер знак минус показывает, что число ядер убывает общее число ядер в начале число распавшихся ядер за время вероятность распада или доля атомов распадающихся за единицу времени (установлена для каждого радионуклида) т.е. за время число ядер убывает в раз A-активность распада

Характеристики излучений из атома

3.Измерение излучений Поглощённая доза-ГрейИзлученная энергия – в элементарный объём и поглощенная массой тела-(находящейся в этом объеме. Действие одинаковых (в Греях) разных видов излучений на определенный орган человека различно-поэтому используют: Эквивалентная доза-Зиверт-Эквивалентная доза от всех видов излучений – тым видом органа тела человека. поглощённая доза – тым видом органа тела человека от -того вида излучений - коэффициент (приведения)эквивалентности (взвешивающий коэффициент) ��-того вида излучений (см.Табл.). Действие любого излучения(переведенного в Зиверты)-вызывает разные эффекты у различных органов(разная чувствительность) –поэтому используют: Эффективная доза-Зиверт -Эффективная доза всех органов человека от всех видов излучений. - коэффициент (приведения)эквивалентности (взвешивающий коэффициент) для – того вида органа тела человека(см.Табл.). Действие одного Грэя частиц эффективнее (вреднее) одного Грэя излучения в 20 раз Действие одного Зиверта на половые органы эффективнее (вреднее) чем на кожу и кости в 20 раз

Создатели учения о радиоактивности

Значения взвешивающих коэффициентов для различных органов человека

Измерение излучений(с учетом времени действия) A-активность распада -1 Для частиц установлены: ;-Соответственно:Удельная активность; Объёмная активность Для радиоактивных частиц, для рентгеновского и излученийопределяют мощность дозы - т.е. (приращение дозы/концентрации энергии/ за единицу времени)- величина, показывающая с какой скоростью (излучается) поглощается доза. Для излучений установлен контрольный уровень – интенсивность потока электронов через единичную площадку Используется за рубежом, для количественной оценки поглощённой энергии, величина удельной поглощённой мощности (Вт/;Вт/кг) Если дозу 0.7мЗв получают за час то мощность будет 0.7 мЗв/час и далее через 23часа мощность будет в 23 раза больше.

Природа воздействия излучений Действие любого излучения ионизирует (заряжает) другие атомы, делает их активными(агрессивными) и не зависит от вида химического элемента который распадается. Организм в свою очередь усваивает только определённые химические элементы вне зависимости от их радиоактивности. кванты (1кэв…20Мэв) могут разрушить ядро (выбить нуклон), превратится в поле ядра в электрон и позитрон, и даже внедрится в нуклон ядра. Воздействие волн больших частот может вызвать мутации – образование нерепарируемых повреждений, спровоцировать деление клеток организма и вызвать рост опухолей

Предельно Допустимые Уровни излучения(ПДУ)

Предельная норма облучения??? для граждан РФ, начиная с 1 января 2000 года, закреплена в «Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)». Эффективная доза за период жизни, полученная от всех видов ИИ E < 70 мЗв (7 Р). Если съесть 365 бананов то эквив. доза будет 36микроЗивертов.

НЕ следует забывать: Ионизирущие излучения вредны при любой сколь угодно малой дозе облучения, являясь причиной радиоволновой болезни. Низший предел вреда — природный радиационный фон (ПРФ) — постоянный поток высокоэнергетических частиц, в котором существует все живое. Он складывается из: космических излучений-16,1 %, гамма-излучений земного происхождения — 21,9 %, внутренних излучателей — (живых организмов, поглощающих радионуклиды) — 19,5 %, излучений радона и торона — 42,5 %. Средняя величина ПРФ для земного шара 0,011 мБэр/ч.

Составляющие среднегодовой дозы облучения человека

4.Действия ядерного взрыва Первые ядерные боеприпасы, сделанные в США и СССР

Мощность ядерного взрыва оценивается тротиловым эквивалентом. Под тротиловым эквивалентом понимают такую массу обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которой выделяется такая же энергия, как и при взрыве оцениваемого ЯБП. Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах или мегатоннах тротила. (1 Мт = 1000 000 т =1000 000 000 кг).

Хиросима и Нагасаки Погибло 39.000

6 и 9 августа 1945 года США нанесли ядерные удары по японским городам Хиросима и Нагасаки. Мощность зарядов составила примерно 20 кт и 5 кт, соответственно. В Хиросиме 255 000 жителей. В 1-й же день погибли 45 000, получили различные поражения - 91 000 человек. Всего в Хиросиме пострадало 136 000 человек, т. е. более 53% населения города. В Нагасаки проживало 174 000 жителей. Пострадали 64 000 человек, причем 22 000 из них погибли в 1-й же день.

Поражающие факторы ядерного взрыва 1. Ударная волна(до 50% энергии взрыва)- область сильного сжатия воздуха, который распространяется во все стороны от центра взрыва с огромной?? скоростью. 2. Световое излучение(30… 35 % энергии взрыва)– мощный комбинированный поток видимых и невидимых лучей, распространяющихся во все стороны от центра взрыва со скоростью света. 3. Проникающая радиация(4… 5% энергии взрыва) 4. Радиоактивное заражение местности ; 5. Электромагнитный импульс; .

Модель возникновения ударной волны ядерного взрыва

Действие избыточного давления При 1 кПа начинают вылетать стекла, а при 7 кПа не остается ни одного стекла. Полное разрушение: Деревянные дома – при 10… 20 кПа; Кирпичные дома – при 30… 40 кПа; Здания сейсмостойкие – 50… 80 кПа. 50% деревьев леса ложится при 30…50 кПа.

Степени и симптомы ожогов световым импульсом(второй фактор)

Степени лучевой болезни и дозы облучения(третий фактор)

Поросята одного помета в возрасте 6 месяцев. Корм поросенка на переднем плане в течение 10 дней содержал радиоактивный йод-131.(четвёртый фактор)

Особенности РЗМ после аварий на ядерных объектах «мирного» атома: Снижение уровня радиации на следе облака происходит значительно медленнее, чем на следе, образовавшемся после наземного ядерного взрыва. Заражение местности происходит пятнами разной формы и размеров. Выпадение продуктов ядерного деления происходит на ограниченной территории. Главную опасность для людей и животных на такой РЗМ представляет внутреннее заражение, а не внешнее, как бывает после ядерного взрыва.

Уровень радиации – это мощность дозы, измеренная на высоте 1м от поверхности земли. Уровень радиации характеризует дозу излучения, полученную незащищенным человеком на зараженной территории за некоторое время.

Контролируются Дозиметрическими приборами для оценки степени зараженности кожи, одежды, продовольствия, воды…

Очаг ядерного поражения (ОЯП) и зоны радиоактивного заражения местности (РЗМ)

Дозировка: 1) КJ – 1 таблетка в сутки; ИЛИ 2) 5%-спиртовый раствор йода – по 3-5 капель на стакан воды (молока) 3 раза в день после еды в течение 7-8 дней.

Конец занятия

Экспозиционная доза используется в случаях, когда поглощающей средой излучения является воздух. Единица измерения в СИ - кулон на килограмм (Кл/кг). Внесистемная единица - рентген(Р). Один рентген – это доза, при которой в 1сухого воздуха образуется 2,08× миллиардов пар ионов. (1Р=2.58×104 Кл/кг).

Поглощенная доза – это количество энергии ИИ, переданное единице массы объекта где de - средняя энергия, переданная излучением веществу с элементарной массой dm. применима к любому виду ИИ и к любой поглощающей среде. В СИ измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг). Называется - грей (Гр). Внесистемная единица называется рад. Справедливо соотношение 1рад=0.01Гр.

Эквивалентная доза Единица измерения в СИ - зиверт (Зв) (в честь известного шведского физика). Внесистемная единица измерения - бэр (биологический эквивалент рентгена). Для гамма-излучения с небольшой погрешностью справедливо соотношение : 1бэр ≈ 1Р ≈ 0.01 Зв.