Введение в антропогенную экологию. Белюченко И.С. - 112 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

223
низком обогащении
235
U (всего до 3%). Небольшие гранулы
235
U
помещают в стальные трубки, которые в ядерном реакторе разме-
щают близко друг к другу, что и обусловливает устойчивую цеп-
ную реакцию. Между трубками расставляют регулирующие
стержни с графитом, поглощающие нейтроны. Их можно убирать
или выдвигать, используя для управления цепной реакцией. Таким
образом, ядерный реактор состоит из неподвижных трубок, напол-
ненных гранулами
235
U, и подвижных между ними стержней, регу-
лирующих цепную реакцию.
По выходу энергии в ядерном реакторе 1 кг
235
U равен 2000 т
угля. Для работы атомной станции в течение двух лет необходимо
около 3 т урана. Отработанные трубки заменяются в реакторе но-
выми. Ядерная энергетика привлекательна по многим параметрам.
При одинаковой мощности угольной и атомной станции угля
потребуется в год 3 млн т, а ядерного топлива - всего до 1,5 т, ко-
торое можно получить из 1000 т урановой руды; экономичность
уранового топлива очевидна. Обогащенный уран не выделяет дву-
окиси серы, углекислого газа и других загрязнителей среды. Атом-
ные станции образуют меньше по объему твердых отходов (радио-
активные отходы атомного реактора до 2 т, а угля - до 100000 т
золы, которая часто также несёт радиоактивные вещества).
Однако и недостатки атомной энергетики вполне очевидны.
При делении ядер урана или других тяжелых элементов образуют-
ся более легкие атомы цезия, стронция, йода и других (около 30)
нестабильных изотопов радионуклидов, испускающих радиоак-
тивное излучение и элементарные частицы. Нестабильными стано-
вятся также другие вещества внутри и вне реактора, поглощающие
нейтроны ядерной реакции, - из них состоят радиоактивные отхо-
ды атомной станции и радиоактивные осадки при взрыве.
Радиация пробивает живые клетки и при больших дозах ос-
танавливает их деление (поэтому их используют в радиотерапии
онкозаболеваний), при облучении всего тела нормальное деление
клеток кожи, крови и других структур становится невозможным и
возникает лучевая болезнь, приводящая человека и другие орга-
низмы к гибели через несколько дней, недель, месяцев; очень
сильное облучение приводит к немедленной смерти. Облучение в
низких дозах действует на молекулы ДНК, вызывая их мутацию,
224
что может привести к злокачественным образованиям. При облу-
чении яйцеклетки или сперматозоидов возможны дефекты потом-
ства.
При взрыве, а также в радиоактивных излучениях происхо-
дит радиоактивный распад: испускание радиации и элементарных
частиц и переход нестабильных изотопов в стабильные. Если ра-
диоактивные отходы изолированы от людей, то радиоактивный
распад не опасен и его уровень постепенно падает. Скорость рас-
пада определяется следующей последовательностью: половина
массы изотопа распадается за одинаковый период времени, поло-
вина оставшейся массы распадается за такой же период и т.д. От-
сюда выражение - период полураспада, одинаковый всегда для оп-
ределенного изотопа, который никогда не распадается полностью
(100%), а уменьшает свою массу за каждый период полураспада в
2 раза, всегда оставляя какую-то нераспавшуюся долю. Считается,
что после десяти периодов полураспада можно уже не опасаться
радиации.
Каждый изотоп имеет определенный период полураспада - от
долей секунды до тысяч лет. При расщеплении урана образуется
смесь радиоактивных короткоживущих с периодом полураспада от
3 до 65 суток (стронций-89, цирконий-95, молибден-99, йод-131,
рубидий-86, барий-140, цезий-131 и другие) и долгоживущих изо-
топов с периодом полураспада от 1 до 29 лет (рутений-106, цезий-
137, криптон-85, стронций-90, прометий-147). Период полураспада
плутония-239 составляет 24000 лет.
Основная часть радиации пропадает в течение нескольких
месяцев или лет (короткоживущие изотопы). В целях безопасности
отходов мы должны их хранить 240000 лет (10 периодов полурас-
пада плутония). Кратковременная изоляция отходов осуществляет-
ся в глубоких заполненных водой резервуарах (вода защищает от
радиации, поглощая тепло). Труднее с долговременной изоляцией,
которая и представляет наибольшую опасность из-за порчи кон-
тейнеров под воздействием воды, землетрясений и т.д. Возможные
аварии атомных станций - это также немаловажный фактор избы-
точного тепла (пример Чернобыля и других станций).
Термоядерные реакторы. Возможным способом получения
атомной энергии является ядерный синтез, когда идет не расщеп-
низком обогащении 235U (всего до 3%). Небольшие гранулы 235U          что может привести к злокачественным образованиям. При облу-
помещают в стальные трубки, которые в ядерном реакторе разме-         чении яйцеклетки или сперматозоидов возможны дефекты потом-
щают близко друг к другу, что и обусловливает устойчивую цеп-         ства.
ную реакцию. Между трубками расставляют регулирующие                        При взрыве, а также в радиоактивных излучениях происхо-
стержни с графитом, поглощающие нейтроны. Их можно убирать            дит радиоактивный распад: испускание радиации и элементарных
или выдвигать, используя для управления цепной реакцией. Таким        частиц и переход нестабильных изотопов в стабильные. Если ра-
образом, ядерный реактор состоит из неподвижных трубок, напол-        диоактивные отходы изолированы от людей, то радиоактивный
ненных гранулами 235U, и подвижных между ними стержней, регу-         распад не опасен и его уровень постепенно падает. Скорость рас-
лирующих цепную реакцию.                                              пада определяется следующей последовательностью: половина
      По выходу энергии в ядерном реакторе 1 кг 235U равен 2000 т     массы изотопа распадается за одинаковый период времени, поло-
угля. Для работы атомной станции в течение двух лет необходимо        вина оставшейся массы распадается за такой же период и т.д. От-
около 3 т урана. Отработанные трубки заменяются в реакторе но-        сюда выражение - период полураспада, одинаковый всегда для оп-
выми. Ядерная энергетика привлекательна по многим параметрам.         ределенного изотопа, который никогда не распадается полностью
      При одинаковой мощности угольной и атомной станции угля         (100%), а уменьшает свою массу за каждый период полураспада в
потребуется в год 3 млн т, а ядерного топлива - всего до 1,5 т, ко-   2 раза, всегда оставляя какую-то нераспавшуюся долю. Считается,
торое можно получить из 1000 т урановой руды; экономичность           что после десяти периодов полураспада можно уже не опасаться
уранового топлива очевидна. Обогащенный уран не выделяет дву-         радиации.
окиси серы, углекислого газа и других загрязнителей среды. Атом-            Каждый изотоп имеет определенный период полураспада - от
ные станции образуют меньше по объему твердых отходов (радио-         долей секунды до тысяч лет. При расщеплении урана образуется
активные отходы атомного реактора до 2 т, а угля - до 100000 т        смесь радиоактивных короткоживущих с периодом полураспада от
золы, которая часто также несёт радиоактивные вещества).              3 до 65 суток (стронций-89, цирконий-95, молибден-99, йод-131,
      Однако и недостатки атомной энергетики вполне очевидны.         рубидий-86, барий-140, цезий-131 и другие) и долгоживущих изо-
При делении ядер урана или других тяжелых элементов образуют-         топов с периодом полураспада от 1 до 29 лет (рутений-106, цезий-
ся более легкие атомы цезия, стронция, йода и других (около 30)       137, криптон-85, стронций-90, прометий-147). Период полураспада
нестабильных изотопов радионуклидов, испускающих радиоак-             плутония-239 составляет 24000 лет.
тивное излучение и элементарные частицы. Нестабильными стано-               Основная часть радиации пропадает в течение нескольких
вятся также другие вещества внутри и вне реактора, поглощающие        месяцев или лет (короткоживущие изотопы). В целях безопасности
нейтроны ядерной реакции, - из них состоят радиоактивные отхо-        отходов мы должны их хранить 240000 лет (10 периодов полурас-
ды атомной станции и радиоактивные осадки при взрыве.                 пада плутония). Кратковременная изоляция отходов осуществляет-
      Радиация пробивает живые клетки и при больших дозах ос-         ся в глубоких заполненных водой резервуарах (вода защищает от
танавливает их деление (поэтому их используют в радиотерапии          радиации, поглощая тепло). Труднее с долговременной изоляцией,
онкозаболеваний), при облучении всего тела нормальное деление         которая и представляет наибольшую опасность из-за порчи кон-
клеток кожи, крови и других структур становится невозможным и         тейнеров под воздействием воды, землетрясений и т.д. Возможные
возникает лучевая болезнь, приводящая человека и другие орга-         аварии атомных станций - это также немаловажный фактор избы-
низмы к гибели через несколько дней, недель, месяцев; очень           точного тепла (пример Чернобыля и других станций).
сильное облучение приводит к немедленной смерти. Облучение в                Термоядерные реакторы. Возможным способом получения
низких дозах действует на молекулы ДНК, вызывая их мутацию,           атомной энергии является ядерный синтез, когда идет не расщеп-

                               223                                                                  224