Действие уранового реактора
сопровождается интенсивной радиоактивностью.
Для защиты людей от радиоактивных
излучений и от нейтронов, которые
в больших дозах также вредны для
здоровья, реактор окружается толстостенной
защитой из бетона и других материалов.
Как источник энергии ядерный
реактор замечателен малым расходом
топлива. Деление 1 г 235U по теплообразованию
равноценно сжиганию нескольких тонн
каменного угля. Это делает особенно
перспективным применение реакторов
в пунктах, удаленных от залежей
угля и нефти, а также на транспорте
— на кораблях, подводных лодках,
самолетах. В СССР сооружен ряд крупных
атомных теплоэлектростанций, построено
несколько ледоколов с атомными
двигателями, имеются атомные подводные
лодки.
Ядерная энергетика имеет
огромное значение для будущего. Подсчитано,
что при современных темпах роста
мирового потребления энергии человечество
уже через 50 лет может столкнуться
с острой нехваткой угля и нефти.
Использование урана спасает
положение, так как запас энергии
в земных ресурсах урана в 10—20 раз
превышает запас энергии в
залежах ископаемых органических топлив.
Проблема источников энергии получит
окончательное решение, когда будет
разработана управляемая термоядерная
реакция.
2. Трансурановые элементы.
При облучении урана нейтронами
изотоп 23892U превращается в 23992U. Последний
неустойчив; испытывая b-распад, он образует
изотоп элемента 93 — нептуния 23993Np). В свою
очередь 23993Np испытывает b-распад и в короткое
время (период полураспада 2,35 дня) превращается
в изотоп элемента 94 — плутония (23994Pu).
Плутоний-239 также неустойчив, но распадается
очень медленно (период полураспада 24
000 лет). Поэтому он может накапливаться
в больших количествах. Подобно урану-235,
плутоний-239 является хорошим «ядерным
горючим», пригодным для устройства ядерных
реакторов, а также атомных бомб. Для получения
плутония используют реакторы из природного
урана с замедлителем. В этих реакторах
значительная доля нейтронов поглощается
в уране-238, образуя в конце концов плутоний.
Накопившийся в уране плутоний может быть
выделен химическими методами. Другим
искусственным ядерным горючим является
изотоп урана 233U с периодом полураспада
162 000 лет, которого в природном уране нет.
233U образуется, аналогично плутонию, в
результате облучения нейтронами тория.
Таким образом, трудно делящиеся вещества
— 238U и торий — могут быть переработаны
в ценное ядерное горючее. Эта возможность
очень существенна, так как 238U и тория
на Земле во много раз больше, чем 235U. Нептуний
и плутоний являются представителями
трансурановых элементов, расположенных
в таблице Менделеева за ураном.
Вслед за плутонием был
получен еще ряд трансурановых
элементов вплоть до элемента 107. В
природе трансурановые элементы
не обнаружены: они все радиоактивны
и по сравнению с геологическим
возрастом Земли короткоживущи.
3. Получение радиоактивных
веществ. В действующем реакторе
имеют место интенсивные потоки
нейтронов, образующихся при реакции
деления. Облучая вещества нейтронами
внутри реактора, получают различные
искусственно-радиоактивные изотопы.
Другим источником радиоактивности
в реакторе являются осколки
деления урана, большинство которых
неустойчиво.
Искусственно-радиоактивные
элементы находят много применений
в науке и технике. Вещества, испускающие
g-излучение, используются вместо более
дорогого радия для просвечивания
толстых металлических предметов,
для лечения рака и т. д. Свойство
больших доз g-излучения убивать
живые клетки микроорганизма используется
при консервировании продуктов
питания. Радиоактивные излучения
начинают использоваться в химической
промышленности, так как они способствуют
протеканию многих важных химических
реакций. Особенно интересен так
называемый метод меченых атомов.
Этот метод использует тот факт,
что по химическим и многим физическим
свойствам радиоактивный изотоп
неотличим от устойчивых изотопов того
же элемента. В то же время радиоактивный
изотоп легко может быть опознан
по своему излучению (с помощью, например,
газоразрядного счетчика). Добавляя к
исследуемому элементу радиоактивный
изотоп и улавливая в дальнейшем
его излучение, мы можем проследить
путь этого элемента в организме,
в химической реакции, при плавке
металла и т. д.
Список использованных источников
- Интернет-источник. http://www.physel.ru
- Левин В. Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. 4-е изд. — М.: Атомиздат, 1979.
- БСЭ