Trong lĩnh vực năng lượng hạt nhân, Phóng xạ hạt nhân. Nó còn được biết đến với cái tên phóng xạ. Nó là sự phát xạ tự phát của các hạt hoặc bức xạ hoặc cả hai cùng một lúc. Những hạt và bức xạ này đến từ sự phân hủy của một số nuclide nhất định tạo thành chúng. Mục tiêu của năng lượng hạt nhân là phá vỡ cấu trúc bên trong của nguyên tử để tạo ra năng lượng thông qua quá trình phân hạch hạt nhân.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết bức xạ hạt nhân là gì, đặc điểm và tầm quan trọng của nó.
Các tính năng chính
Độ phóng xạ là sự phát xạ tự phát của các hạt hoặc bức xạ, hoặc cả hai. Các hạt và bức xạ này đến từ sự phân hủy của một số nuclide hình thành chúng. Chúng tan rã do sự sắp xếp của các cấu trúc bên trong.
Sự phân rã phóng xạ xảy ra ở những hạt nhân không bền. Tức là những chất không có đủ năng lượng liên kết để giữ các hạt nhân lại với nhau. Antoine-Henri Becquerel tình cờ phát hiện ra phóng xạ. Sau đó, thông qua các thí nghiệm của Becquerel, Madame Curie đã phát hiện ra các chất phóng xạ khác. Có hai loại phóng xạ hạt nhân: phóng xạ nhân tạo và phóng xạ tự nhiên.
Phóng xạ tự nhiên là sự phóng xạ xảy ra trong tự nhiên do chuỗi các nguyên tố phóng xạ tự nhiên và các nguồn không do con người tạo ra. Nó luôn tồn tại trong môi trường. Hoạt độ phóng xạ tự nhiên cũng có thể được tăng lên theo những cách sau:
- Nguyên nhân tự nhiên. Ví dụ như núi lửa phun trào.
- Nguyên nhân gián tiếp của con người. Ví dụ, đào dưới lòng đất để xây dựng nền móng của một tòa nhà hoặc phát triển năng lượng hạt nhân.
Mặt khác, phóng xạ nhân tạo là tất cả các bức xạ phóng xạ hoặc bức xạ ion hóa có nguồn gốc từ con người. Sự khác biệt duy nhất giữa bức xạ tự nhiên và bức xạ nhân tạo là nguồn của nó. Ảnh hưởng của hai loại bức xạ là như nhau. Một ví dụ về hiện tượng phóng xạ nhân tạo là phóng xạ sinh ra trong y học hạt nhân hoặc phản ứng phân hạch hạt nhân trong nhà máy điện hạt nhân để thu được năng lượng điện.
Trong cả hai trường hợp, bức xạ ion hóa trực tiếp là bức xạ alpha và phân rã beta được tạo thành từ các electron. Mặt khác, bức xạ ion hóa gián tiếp là bức xạ điện từ, giống như tia gamma, là các photon. Khi các nguồn bức xạ nhân tạo, chẳng hạn như các nguồn bức xạ tự nhiên, được sử dụng hoặc thải bỏ, chất thải phóng xạ thường được tạo ra.
Các loại bức xạ hạt nhân
Có ba loại bức xạ hạt nhân là sự phát xạ: tia alpha, beta và gamma. Hạt alpha là hạt mang điện tích dương, hạt beta mang điện tích âm và tia gamma là hạt trung tính.
Nó có thể được coi là bức xạ điện từ đến bức xạ gamma và tia X. Các hạt từ bức xạ alpha và beta cũng được phát ra. Mỗi loại phát xạ có thời gian xâm nhập vào vật chất và năng lượng ion hóa khác nhau. Chúng ta biết rằng loại bức xạ hạt nhân này có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho cuộc sống theo những cách khác nhau. Chúng ta sẽ phân tích từng bức xạ hạt nhân tồn tại và hậu quả của nó:
Hạt alpha
Hạt alpha (α) hay tia alpha là một dạng bức xạ hạt ion hóa năng lượng cao. Nó hầu như không có khả năng xâm nhập vào các mô vì chúng lớn. Chúng được tạo thành từ hai proton và hai neutron, được giữ với nhau bằng lực mạnh.
Tia anpha do tích điện nên tương tác mạnh với vật chất. Chúng dễ bị hấp thụ bởi vật liệu. Chúng chỉ có thể bay vài inch trong không khí. Chúng có thể được hấp thụ vào lớp ngoài cùng của da người, vì vậy chúng không gây nguy hiểm đến tính mạng trừ khi nguồn lây qua đường hô hấp hoặc ăn phải. Tuy nhiên, trong trường hợp này, thiệt hại sẽ lớn hơn thiệt hại do bất kỳ bức xạ ion hóa nào khác gây ra. Ở liều cao, tất cả các triệu chứng điển hình của ngộ độc phóng xạ sẽ xuất hiện.
Hạt beta
Bức xạ beta là một dạng bức xạ ion hóa do một số loại hạt nhân phóng xạ phát ra. So với tương tác của các hạt alpha, tương tác giữa các hạt beta và vật chất thường có phạm vi lớn hơn mười lần và khả năng ion hóa bằng XNUMX/XNUMX. Chúng hoàn toàn bị chặn bởi một vài mm nhôm.
Hạt gamma
Tia gamma là bức xạ điện từ do phóng xạ tạo ra. Chúng ổn định hạt nhân mà không làm thay đổi hàm lượng proton của nó. Chúng xâm nhập sâu hơn bức xạ β, nhưng chúng có mức độ ion hóa thấp hơn.
Khi một hạt nhân nguyên tử bị kích thích phát ra bức xạ gamma thì khối lượng và số hiệu nguyên tử của nó sẽ không thay đổi. Bạn sẽ chỉ mất một lượng năng lượng nhất định. Bức xạ gamma có thể gây tổn thương nghiêm trọng đến nhân tế bào, đó là lý do tại sao nó được sử dụng để khử trùng thiết bị y tế và thực phẩm.
Bức xạ hạt nhân trong nhà máy điện
Nhà máy điện hạt nhân là một cơ sở công nghiệp sử dụng năng lượng hạt nhân để tạo ra điện. Nó là một phần của họ nhà máy nhiệt điện, có nghĩa là nó sử dụng nhiệt để tạo ra điện. Nhiệt này sinh ra từ sự phân hạch của các vật liệu như uranium và plutonium. Hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân dựa trên việc sử dụng nhiệt để điều khiển tua bin thông qua tác động của hơi nước, được kết nối với máy phát điện. Lò phản ứng phân hạch hạt nhân là một cơ sở có thể bắt đầu, duy trì và kiểm soát các phản ứng dây chuyền phân hạch, và có đủ phương tiện để loại bỏ nhiệt sinh ra. Để thu được hơi nước, uranium hoặc plutonium được sử dụng làm nhiên liệu. Quá trình này có thể được đơn giản hóa trong năm giai đoạn:
- Sự phân hạch của uranium xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân, giải phóng rất nhiều năng lượng để làm nóng nước cho đến khi nó bay hơi.
- Hơi nước được đưa đến tổ máy phát tuabin hơi thông qua vòng hơi.
- Khi đó, cánh tuabin quay và di chuyển máy phát điện dưới tác dụng của hơi nước, do đó chuyển hóa năng lượng cơ học thành năng lượng điện.
- Khi hơi nước đi qua tuabin, nó sẽ được đưa đến bình ngưng, nơi nó nguội đi và chuyển thành chất lỏng.
- Sau đó, nước được vận chuyển để thu được hơi nước một lần nữa, do đó làm đóng mạch nước.
Dư lượng phân hạch uranium được lưu trữ bên trong nhà máy, trong các bể bê tông đặc biệt chứa vật liệu phóng xạ.
Tôi hy vọng rằng với những thông tin này, bạn có thể hiểu thêm về bức xạ hạt nhân là gì và các đặc điểm của nó.