Na področju jedrske energije Jedrsko sevanje. Znan je tudi pod imenom radioaktivnost. Gre za spontano oddajanje delcev ali sevanja ali oboje hkrati. Ti delci in sevanje prihajajo iz razpada nekaterih nuklidov, ki jih tvorijo. Cilj jedrske energije je razgraditi notranje strukture atomov za proizvodnjo energije s postopkom jedrske cepitve.
V tem članku vam bomo povedali, kaj je jedrsko sevanje, njegove značilnosti in pomen.
Glavne značilnosti
Radioaktivnost je spontano oddajanje delcev ali sevanja ali oboje. Ti delci in sevanje prihajajo iz razgradnje nekaterih nuklidov, ki jih tvorijo. Zaradi razporeditve notranjih struktur razpadejo.
Radioaktivni razpad se pojavi v nestabilnih jedrih. Se pravi tisti, ki nimajo dovolj vezne energije, da bi jedra držali skupaj. Antoine-Henri Becquerel je sevanje odkril po naključju. Kasneje je z Becquerelovimi poskusi Madame Curie odkrila še druge radioaktivne snovi. Obstajata dve vrsti jedrskega sevanja: umetna in naravna radioaktivnost.
Naravna radioaktivnost je radioaktivnost, ki se v naravi pojavi zaradi verige naravnih radioaktivnih elementov in nečloveških virov. Od nekdaj obstaja v okolju. Naravna radioaktivnost se lahko poveča tudi na naslednje načine:
- Naravni vzroki. Na primer vulkanski izbruh.
- Posredni človeški vzroki. Na primer kopanje pod zemljo za gradnjo temeljev stavbe ali razvoj jedrske energije.
Po drugi strani pa je umetna radioaktivnost vse radioaktivno ali ionizirajoče sevanje človeškega izvora. Edina razlika med naravnim in umetnim sevanjem je njegov vir. Učinki obeh vrst sevanja so enaki. Primer umetne radioaktivnosti je radioaktivnost, nastala v jedrski medicini, ali reakcije jedrske cepitve v jedrskih elektrarnah za pridobitev električne energije.
V obeh primerih je neposredno ionizirajoče sevanje alfa sevanje in beta razpad iz elektronov. Po drugi strani pa je posredno ionizirajoče sevanje elektromagnetno sevanje, kot so gama žarki, ki so fotoni. Kadar se umetni viri sevanja, kot so naravni viri sevanja, uporabljajo ali odlagajo, na splošno nastajajo radioaktivni odpadki.
Vrste jedrskega sevanja
Obstajajo tri vrste jedrskega sevanja: emisije alfa, beta in gama. Alfa delci so tisti s pozitivnim nabojem, beta delci so negativni, gama žarki pa nevtralni.
Lahko se upošteva elektromagnetno sevanje na gama sevanje in rentgenske žarke. Izpuščajo se tudi delci alfa in beta sevanja. Vsaka vrsta emisije ima različen čas prodiranja v snov in ionizacijsko energijo. Vemo, da lahko tovrstno jedrsko sevanje na različne načine povzroči resno škodo življenju. Analizirali bomo vsako obstoječe jedrsko sevanje in njegove posledice:
Alfa delci
Alfa (α) delci ali alfa žarki so oblika visokoenergijskega ionizirajočega sevanja delcev. Skoraj nima sposobnosti prodiranja v tkiva, ker so ta velika. Sestavljeni so iz dveh protonov in dveh nevtronov, ki ju močne sile držijo skupaj.
Alfa žarki zaradi svojega električnega naboja močno sodelujejo s snovjo. Material jih zlahka absorbira. V zraku lahko letijo le nekaj centimetrov. Lahko se absorbirajo v najbolj zunanjo plast človeške kože, zato niso življenjsko nevarne, razen če se vir vdihne ali zaužije. V tem primeru pa bo škoda večja od škode, ki jo povzroči katero koli drugo ionizirajoče sevanje. Pri velikih odmerkih se bodo pojavili vsi tipični simptomi zastrupitve s sevanjem.
Beta delci
Beta sevanje je oblika ionizirajočega sevanja, ki ga oddajajo nekatere vrste radioaktivnih jeder. V primerjavi z interakcijo alfa delcev ima interakcija med beta delci in snovjo običajno desetkrat večje območje in ionizacijsko sposobnost enaka desetini. Popolnoma jih blokira nekaj milimetrov aluminija.
Gama delci
Gama žarki so elektromagnetno sevanje, ki ga povzroča radioaktivnost. Jedro stabilizirajo, ne da bi spremenili njegovo vsebnost protona. Prodirajo globlje od β sevanja, vendar imajo nižjo stopnjo ionizacije.
Ko vzbujeno atomsko jedro oddaja gama sevanje, se njegova masa in atomsko število ne bosta spremenili. Izgubili boste le določeno količino energije. Gama sevanje lahko resno poškoduje celična jedra, zato se uporablja za sterilizacijo hrane in medicinske opreme.
Jedrsko sevanje v elektrarnah
Jedrska elektrarna je industrijski objekt, ki uporablja jedrsko energijo za proizvodnjo električne energije. Je del družine termoelektrarn, kar pomeni, da za proizvodnjo električne energije uporablja toploto. Ta toplota izvira iz cepitve materialov, kot sta uran in plutonij. Delovanje jedrskih elektrarn temelji na uporaba toplote za pogon turbin z delovanjem vodne pare, ki so povezani z generatorji. Jedrski cepitveni reaktor je objekt, ki lahko sproži, vzdržuje in nadzoruje cepitvene verižne reakcije in ima zadostna sredstva za odstranjevanje proizvedene toplote. Za pridobivanje vodne pare se kot gorivo uporablja uran ali plutonij. Postopek je mogoče poenostaviti v petih fazah:
- Cepitev urana se zgodi v jedrskem reaktorju in sprosti veliko energije za ogrevanje vode, dokler ne izhlapi.
- Para se dovaja v generator parne turbine preko parne zanke.
- Ko ste tam, lopatice turbine se vrtijo in premikajo generator pod delovanjem pare, s čimer se mehanska energija pretvori v električno.
- Ko vodna para prehaja skozi turbino, se pošlje v kondenzator, kjer se ohladi in spremeni v tekočino.
- Nato se voda transportira, da ponovno pridobi paro, s čimer se zapre vodni krog.
Ostanki cepitve urana so shranjeni v tovarni, v posebnih betonskih bazenih radioaktivnih snovi.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kaj je jedrsko sevanje in njegovih značilnostih.