V oblasti jaderné energie Jaderné záření. To je také známé pod jménem radioaktivity. Je to spontánní emise částic nebo záření nebo obojího současně. Tyto částice a záření pocházejí z rozpadu určitých nuklidů, které je tvoří. Cílem jaderné energie je rozpad vnitřních struktur atomů na výrobu energie procesem štěpení jader.
V tomto článku vám řekneme, co je to jaderné záření, jeho vlastnosti a význam.
Hlavní charakteristiky
Radioaktivita je spontánní emise částic nebo záření nebo obojí. Tyto částice a záření pocházejí z rozkladu určitých nuklidů, které je tvoří. Rozpadají se díky uspořádání vnitřních struktur.
Radioaktivní rozpad nastává v nestabilních jádrech. To znamená ty, které nemají dostatek vazebné energie, aby držely jádra pohromadě. Antoine-Henri Becquerel objevil záření náhodou. Později, prostřednictvím Becquerelových experimentů, Madame Curie objevila další radioaktivní materiály. Existují dva typy jaderného záření: umělá a přirozená radioaktivita.
Přirozená radioaktivita je radioaktivita, která se v přírodě vyskytuje v důsledku řetězce přírodních radioaktivních prvků a zdrojů jiných než člověk. V prostředí to vždy existovalo. Přirozenou radioaktivitu lze zvýšit také následujícími způsoby:
- Přirozené příčiny. Například sopečná erupce.
- Nepřímé lidské příčiny. Například kopání pod zemí za účelem vybudování základů budovy nebo rozvoj jaderné energie.
Na druhou stranu, umělá radioaktivita je veškeré radioaktivní nebo ionizující záření lidského původu. Jediným rozdílem mezi přirozeným zářením a zářením vytvořeným člověkem je jeho zdroj. Účinky těchto dvou typů záření jsou stejné. Příkladem umělé radioaktivity je radioaktivita produkovaná v nukleární medicíně nebo reakce štěpení jaderných elektráren k získání elektrické energie.
V obou případech je přímé ionizující záření záření alfa a rozpad beta složené z elektronů. Na druhou stranu nepřímé ionizující záření je elektromagnetické záření, jako gama záření, které jsou fotony. Při použití nebo likvidaci umělých zdrojů záření, jako jsou přírodní zdroje záření, se obvykle vytváří radioaktivní odpad.
Druhy jaderného záření
Existují tři typy jaderného záření - emise: alfa, beta a gama záření. Alfa částice jsou ty s kladným nábojem, beta částice jsou negativní a gama paprsky jsou neutrální.
To lze zvážit elektromagnetické záření na záření gama a rentgenové záření. Vyzařují se také částice z alfa a beta záření. Každý typ emise má jinou dobu průniku do hmoty a ionizační energii. Víme, že tento typ jaderného záření může způsobit vážné poškození života různými způsoby. Budeme analyzovat každé existující jaderné záření a jeho důsledky:
Částice alfa
Alfa (α) částice nebo alfa paprsky jsou formou vysokoenergetického ionizujícího částicového záření. Nemá téměř žádnou schopnost proniknout do tkání, protože jsou velké. Skládají se ze dvou protonů a dvou neutronů, které drží pohromadě mocné síly.
Alfa paprsky díky svému elektrickému náboji silně interagují s hmotou. Materiál je snadno absorbuje. Ve vzduchu mohou létat jen pár centimetrů. Mohou být absorbovány do nejvzdálenější vrstvy lidské kůže, takže nejsou život ohrožující, pokud není zdroj vdechnut nebo požit. V tomto případě však bude poškození větší než poškození způsobené jakýmkoli jiným ionizujícím zářením. Při vysokých dávkách se objeví všechny typické příznaky otravy radiací.
Beta částice
Beta záření je forma ionizujícího záření emitovaného určitými typy radioaktivních jader. Ve srovnání s interakcí alfa částic má interakce mezi beta částicemi a hmotou obvykle desetkrát větší rozsah a ionizační kapacitu rovnou jedné desetině. Jsou zcela blokovány několika milimetry hliníku.
Gama částice
Gama paprsky jsou elektromagnetické záření produkované radioaktivitou. Stabilizují jádro beze změny jeho obsahu protonů. Pronikají hlouběji než β záření, ale mají nižší stupeň ionizace.
Když excitované atomové jádro emituje gama záření, jeho hmotnost a atomové číslo se nezmění. Ztratíte jen určité množství energie. Gama záření může způsobit vážné poškození buněčných jader, a proto se používá ke sterilizaci potravin a lékařského vybavení.
Jaderné záření v elektrárnách
Jaderná elektrárna je průmyslové zařízení, které využívá jadernou energii k výrobě elektřiny. Je součástí rodiny tepelných elektráren, což znamená, že využívá teplo k výrobě elektřiny. Toto teplo pochází ze štěpení materiálů, jako je uran a plutonium. Provoz jaderných elektráren je založen na využití tepla k pohonu turbín působením vodní páry, které jsou připojeny k generátorům. Jaderný štěpný reaktor je zařízení, které může iniciovat, udržovat a řídit štěpné řetězové reakce a má dostatečné prostředky k odvádění vzniklého tepla. Pro získání vodní páry se jako palivo používá uran nebo plutonium. Proces lze zjednodušit v pěti fázích:
- Štěpení uranu nastává v jaderném reaktoru a uvolňuje velké množství energie k ohřevu vody, dokud se neodpaří.
- Pára se dodává do generátoru parní turbíny prostřednictvím parní smyčky.
- Jakmile tam lopatky turbíny se otáčejí a pohybují generátorem pod působením páry, čímž se přeměňuje mechanická energie na elektrickou energii.
- Když vodní pára prochází turbínou, je odváděna do kondenzátoru, kde se ochlazuje a mění se na kapalinu.
- Následně je voda transportována k opětovnému získání páry, čímž se uzavře vodní okruh.
Zbytky štěpení uranu jsou uloženy uvnitř továrny ve speciálních betonových kalužích radioaktivních materiálů.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, co je to jaderné záření a jeho vlastnosti.