Energia Jądrowa

Energia Jądrowa
Energia Jądrowa
Energia jądrowa- to energia wydzielana
podczas przemian jądrowych. Uwalnianie się
energii podczas tych przemian związane jest
z różnicami w energii wiązania
poszczególnych jąder atomowych.
Reaktor jądrowy
• Reaktor jądrowy- jest to• urządzenie
służące
l
do wytwarzania kontrolowanej reakcji
łańcuchowej, tj. ciągłego pozyskiwania energii z
rozszczepiania jąder atomowych. Stan
kontrolowanej reakcji jądrowej podtrzymującej
się samoczynnie na ustalonym poziomie
nazywany jest stanem krytycznym. Jeśli
intensywność reakcji narasta, to stan jest
nadkrytyczny, gdy wygasa, to stan jest
podkrytyczny. Reaktor jest sterowalny i
bezpieczny, gdy ma małą, dodatnią reaktywność
związaną z neutronami opóźnionymi.
Reaktor Jądrowy
Elementy konstrukcyjne reaktora
jądrowego:
;
•
•
•
•
•
•
•
•
1 - osłona biologiczna,
2 - osłona ciśnieniowa,
3 - reflektor neutronów,
4 - pręty bezpieczeństwa,
5 - pręty sterujące,
6 - moderator,
7 - pręty paliwowe,
8 - chłodziwo
•
Autor: Mietelski Jerzy
Wojciech,Domański Tomasz
Rozszczepienie jądra
atomowego
• Rozszczepienie jądra atomowego, rodzaj rozpadu
promieniotwórczego wzbudzonego jądra atomowego
ciężkich pierwiastków na ogół na dwa, czasem na więcej
fragmentów, również będących jądrami atomowymi.
Zjawisku towarzyszy emisja neutronów i kwantów
gamma oraz wydzielenie znacznej ilości energii (defekt
masy). Powstałe w wyniku rozszczepienia jądra
atomowego fragmenty mają nadmiar neutronów, które
emitowane są z tych jąder po rozszczepieniu (część jako
neutrony opóźnione). Rozkłady mas powstających w
rozszczepieniu fragmentów mają charakterystyczny
kształt z dwoma maksimami odpowiadającymi w
przybliżeniu liczbom masowym A ≈ 100 i 140.
Schemat rozszczepienia Jądra
atomu
• ;
WPŁYW PROMIENIOWANIA NA
CZŁOWIEKA
• Promieniowanie ma niekorzystny wpływ na organizm
człowieka, gdyż prowadzi do jonizacji cząsteczek organizmu.
W wyniku tego w tkankach tworzą się pary jonów stanowiące
wysoko aktywne chemiczne rodniki oraz prowadzą do
uszkodzenia struktury dużych cząstek przez ich rozrywanie lub
zlepianie. Prowadzi to do zmian biochemicznych i zmian
strukturalnych komórek.
Uszkodzenia popromienne, ze względu na rodzaj ich następstw
dzielimy na uszkodzenia somatyczne tj. wpływające na procesy
odpowiedzialne za utrzymanie organizmu przy życiu oraz
genetyczne tj. naruszające zdolność organizmu do prawidłowego
przekazywania cech swemu potomstwu. Skutkiem uszkodzeń
somatycznych jest ostra choroba popromienna. Jej objawami są
bóle głowy, mdłości, osłabienie, zmiany we krwi, biegunka,
niedokrwistość, wrzodziejące zapalenie gardła, obniżenie
odporności organizmu i wypadanie włosów. Choroba popromienna
może zakończyć się śmiercią lub przejść w fazę przewlekłą ze
stopniowym wyniszczeniem organizmu zakończonym najczęściej
białaczką lub anemią aplastyczną i ostatecznie spóźnioną śmiercią.
Mimo, że skutki choroby popromiennej były słabe i pacjent
wyzdrowiał, mogą wystąpić jej późniejsze, groźniejsze skutki:
przedwczesna starzenie, krótsze życie, nowotwory, niedokrwistość,
białaczka i zaćma.
Energia jądrowa w naturze
• Energia jądrowa w naturze
•
Reakcja syntezy jądrowej jest
głównym źródłem energii
emitowanej przez ciała
niebieskie. Jest ona źródłem
promieniowania Słońca i innych
gwiazd. Z kolei we wnętrzu
Ziemi, znajduje się pewna ilość
ciężkich pierwiastków
promieniotwórczych
ulegających ciągłemu
rozpadowi. Energia ta, poza
energią pozostałą po
formowaniu się Ziemi, może być
źródłem wzrostu temperatury
ziemi wraz z głębokością.
•
j
Wykorzystanie energii jądrowej
• Wykorzystanie energii jądrowej
• Reakcja rozszczepienia ciężkich jąder może być
kontrolowana i jest wykorzystywana w
energetyce w elektrowniach jądrowych.
Najczęściej stosowanym surowcem jest uran235. Wytwarzana w ten sposób energia
wewnętrzna jest wykorzystywana do napędzania
turbin generatorów energii elektrycznej.
Okres połowiczny zaniku i
aktywność promieniotwórcza
• Substancję promieniotwórczą opisują dwie
wielkości fizyczne:
• Okres połowicznego rozpadu i aktywność
promieniotwórcza.
• Okres połowicznego rozpadu jest to czas
potrzebny na to, aby połowa jąder atomów
uległa rozpadowi promieniotwórczemu.
Aktywność promieniotwórcza substancji jest to
liczba rozpadów promieniotwórczych, które
odbywają się w ciągu jednej sek. (1s) Jednostką
aktywności jest bekerel. [ 1 Bq ]
.
• Deficyt masy (niedobór masy, defekt masy) – różnica
Δm między sumą mas nukleonów wchodzących w skład
jądra atomowego, a masą jądra. Iloczyn niedoboru masy
i kwadratu prędkości światła w próżni jest równy energii
wiązania jądra, ΔE.
–
• Wzór ;
Rozpad promieniotwórczy
• Rozpad promieniotwórczy jąder atomów polega
na wyemitowaniu promieniowania:
α , β , γ , strumienia neutronów lub innych cząstek
elementarnych.
Promieniowanie α - strumień cząstek utworzonych przez dwa
protony i dwa neutrony [ jądra helu ]
Promieniowanie
atomowego.
β – strumień elektronów, pochodzących z jądra
Promieniowanie γ-fala elektromagnetyczna o wysokiej częstotliwości.
DZIAŁANIE
PROMIENIOTÓWRCZOŚCI NA LUDZI MIESZKAJĄCYCH
W POBLIŻU ELEKTROWNI
•
Ludzie mieszkający bardzo blisko reaktorów jądrowych
są narażeni bardziej na szkodliwe działanie
promieniowania niż te osoby które mieszkają w
bezpieczniejszej odległości. Mimo to, owe
promieniowanie nie jest aż tak silne. Jego dawki nie
przekraczają kilku procent naturalnego tła
promieniowania. Reaktory są bezpieczne jedynie wtedy,
gdy działają bez żadnych zakłóceń i awarii. W innym
przypadku ludzie mieszkający blisko reaktora mogą być
narażeni na niekorzystne działanie promieniowania.
KONIEC
•