Az atomenergia területén Radioaktív sugárzás. A radioaktivitás neve is ismert. Ez a részecskék vagy a sugárzás spontán kibocsátása egyszerre. Ezek a részecskék és a sugárzás bizonyos őket alkotó nuklidok felbomlásából származnak. A nukleáris energia célja az atomok belső struktúrájának felbomlása, hogy a maghasadás folyamán energiát termeljenek.
Ebben a cikkben meg fogjuk mondani, mi a nukleáris sugárzás, annak jellemzői és fontossága.
Főbb jellemzők
A radioaktivitás az spontán részecskekibocsátás vagy sugárzás, vagy mindkettő. Ezek a részecskék és a sugárzás bizonyos őket alkotó nuklidok bomlásából származnak. A belső struktúrák elrendeződése miatt szétesnek.
A radioaktív bomlás instabil magokban történik. Vagyis azok, amelyek nem rendelkeznek elegendő kötési energiával a magok összetartásához. Antoine-Henri Becquerel véletlenül fedezte fel a sugárzást. Később Becquerel kísérletei során Madame Curie más radioaktív anyagokat fedezett fel. A nukleáris sugárzásnak két típusa van: mesterséges és természetes radioaktivitás.
A természetes radioaktivitás az a radioaktivitás, amely a természetben a természetes radioaktív elemek és nem emberi források láncolata miatt következik be. A környezetben mindig is létezett. A természetes radioaktivitás a következő módon is növelhető:
- Természetes okok. Például a vulkánkitörés.
- Közvetett emberi okok. Például ásni a föld alatt az épület alapjainak megépítéséhez vagy az atomenergia fejlesztéséhez.
Másrészt a mesterséges radioaktivitás minden emberi eredetű radioaktív vagy ionizáló sugárzás. Az egyetlen különbség a természetes sugárzás és az ember által létrehozott sugárzás között a forrása. A kétféle sugárzás hatása azonos. A mesterséges radioaktivitásra példa nukleáris orvostudományban keletkező radioaktivitás vagy atomerőművek maghasadási reakciói villamos energia megszerzéséhez.
Mindkét esetben a közvetlen ionizáló sugárzás az alfa sugárzás és az elektronokból álló béta-bomlás. Másrészt a közvetett ionizáló sugárzás elektromágneses sugárzás, mint a gammasugár, amely foton. Amikor mesterséges sugárforrásokat, például természetes sugárforrásokat használnak vagy ártalmatlanítanak, általában radioaktív hulladék keletkezik.
A nukleáris sugárzás típusai
A nukleáris sugárzásnak három típusa van: az alfa-, a béta- és a gammasugár. Az alfa részecskék pozitív töltésűek, a béta részecskék negatívak, a gammasugarak semlegesek.
Megfontolható az elektromágneses sugárzás a gammasugárzásig és a röntgensugarakig. Alfa- és béta-sugárzás részecskéi is kibocsátódnak. Az emisszió minden típusának más az anyagba való behatolási ideje és az ionizációs energia. Tudjuk, hogy ez a fajta nukleáris sugárzás különböző módon súlyos károkat okozhat az életben. Elemezni fogjuk a létező nukleáris sugárzások mindegyikét és annak következményeit:
Alfa részecskék
Az alfa (α) részecskék vagy alfa sugarak a nagy energiájú ionizáló részecskesugárzás egyik formája. Szinte nem képes behatolni a szövetekbe, mert nagyok. Két protonból és két neutronból állnak, amelyeket hatalmas erők tartanak össze.
Az alfa sugarak elektromos töltésüknek köszönhetően erősen kölcsönhatásba lépnek az anyaggal. Az anyag könnyen felszívja őket. Csak néhány centimétert tudnak repülni a levegőben. Felszívódhatnak az emberi bőr legkülső rétegébe, így nem veszélyeztetik az életet, hacsak a forrást nem szívják be vagy lenyelik. Ebben az esetben azonban a kár nagyobb lesz, mint bármely más ionizáló sugárzás által okozott kár. Nagy dózisban a sugármérgezés összes tipikus tünete megjelenik.
Béta részecskék
A béta-sugárzás az ionizáló sugárzás egyik formája, amelyet bizonyos típusú radioaktív sejtek bocsátanak ki. Az alfa-részecskék kölcsönhatásához képest a béta-részecskék és az anyag közötti kölcsönhatás tartománya általában tízszer nagyobb, az ionizációs képessége pedig tizede. Néhány milliméter alumínium teljesen elzárja őket.
Gamma részecskék
A gammasugarak a radioaktivitás által létrehozott elektromágneses sugárzás. Stabilizálják a magot anélkül, hogy megváltoztatnák a proton tartalmát. Mélyebben hatolnak be, mint a β sugárzás, de alacsonyabb az ionizációs fokuk.
Amikor egy gerjesztett atommag gammasugárzást bocsát ki, annak tömege és atomszáma nem változik. Csak egy bizonyos mennyiségű energiát veszít. A gammasugárzás komoly károsodást okozhat a sejtmagokban, ezért használják orvosi berendezések és élelmiszerek sterilizálására.
Nukleáris sugárzás az erőművekben
Az atomerőmű olyan ipari létesítmény, amely atomenergiát használ villamos energia előállításához. A hőerőművek családjába tartozik, ami azt jelenti, hogy hőt használ az áramtermeléshez. Ez a hő olyan anyagok hasadásából származik, mint az urán és a plutónium. Az atomerőművek működése ezen alapul hő felhasználása turbinák meghajtására a vízgőz hatására, amelyek generátorokhoz vannak csatlakoztatva. A maghasadási reaktor olyan létesítmény, amely képes beindítani, fenntartani és ellenőrizni a hasadási láncreakciókat, és elegendő eszközzel rendelkezik a keletkezett hő eltávolítására. A vízgőz előállításához üzemanyagként uránt vagy plutóniumot használnak. A folyamat öt szakaszban egyszerűsíthető:
- Az urán hasadása az atomreaktorban történik, sok energiát szabadítva fel a víz melegítéséig, amíg el nem párolog.
- A gőzt a gőzturbina-generátorba juttatják, amely a gőzhurmon keresztül van beállítva.
- Egyszer ott, a turbina lapátjai gőz hatására forognak és mozgatják a generátort, így a mechanikai energiát elektromos energiává alakítja.
- Amikor a vízgőz áthalad a turbinán, a kondenzátorba kerül, ahol lehűl és folyadékká alakul.
- Ezt követően a vizet szállítják, hogy ismét gőzt nyerjenek, és ezzel lezárják a vízkört.
Az uránhasadási maradványokat a gyárban tárolják, radioaktív anyagok speciális betonmedencéiben.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat arról, mi is a nukleáris sugárzás és annak jellemzői.