Ядерные реакции и их воздействия

Хронология наиболее опасных ядерных аварий
1957 год, Англия (АЭС, Уиндскейл).
1979 год, США (АЭС, Гаррисберг).
1986 год, СССР (АЭС в городе Чернобыль в Украине).
2011год, Япония, АЭС Фокусима

Разрушенный третий блок Японской АЭС Фокусима 1. 17. 03. 2011г, реактор поврежден. Пострадали еще 3 блока атомной станции. Они лишены охлаждения и постепенно нагреваются.... Попытки охлаждать атомные реакторы с вертолётов не приносят успеха из-за высокого уровня радиации. Авария на японской АЭС произошла после серии сильнейших землетрясений. Сброс загрязненной воды в море продолжается.

Объекты, относящиеся к «мирному атому»
атомные электростанции ;
предприятия по переработке ядерного топлива и ядерных отходов;
научно-исследовательские институты с установками на ядерном топливе;
корабли надводного и подводного флота с ядерными энергетическими установками;
космические аппараты с ядерными источниками питания;
транспортные средства для перевозки радиоактивных материалов.

Планетарная модель атома
1.Природа ионизирующих излучений

u
d
u
u
d
d
Ультрафиолетовый
Видимый
Инфракрасный
Стандартная модель атома
-13,8
-3,4
-1,5
-0,85
-0,54
-0,38
эв

Ионизирующие излучения из атома

Распад ядер

Мирный атом
Э. Ферми

Ядерная реакция

Ядерная реакция

2.Энергия ядерных излучений

Характеристики излучений из атома

3.Измерение излучений

Создатели учения о радиоактивности
М. Кюри
П. Кюри

Значения взвешивающих коэффициентов для различных органов человека

Измерение излучений(с учетом времени действия)

Периоды полураспада некоторых
радиоактивных изотопов

Природа воздействия излучений

Воздействие проникающей радиации (γ- и n- излучений) на организм
Действие проникающей радиации на организм определяется количеством лучевой энергии, полученной человеком, то есть, дозой.

Предельно Допустимые Уровни излучения(ПДУ)

Предельная норма облучения???
для граждан РФ, начиная с 1 января 2000 года, закреплена в «Основных санитарных правилах обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)».
Эффективная доза за период жизни, полученная от всех видов ИИ
E < 70 мЗв (7 Р). Если съесть 365 бананов то эквив. доза будет 36микроЗивертов.

НЕ следует забывать:
Ионизирущие излучения вредны при любой сколь угодно малой дозе облучения, являясь причиной радиоволновой болезни.
Низший предел вреда — природный радиационный фон (ПРФ) — постоянный поток высокоэнергетических частиц, в котором существует все живое.
Он складывается из: космических излучений-16,1 %,
гамма-излучений земного происхождения — 21,9 %, внутренних излучателей — (живых организмов, поглощающих радионуклиды) — 19,5 %,
излучений радона и торона — 42,5 %.
Средняя величина ПРФ для земного шара 0,011 мБэр/ч.

Составляющие среднегодовой дозы облучения человека

4.Действия ядерного взрыва
Первые ядерные боеприпасы, сделанные в США и СССР

Мощность ядерного взрыва оценивается тротиловым эквивалентом.
Под тротиловым эквивалентом понимают такую массу обычного взрывчатого вещества (тротила), при взрыве которой выделяется такая же энергия, как и при взрыве оцениваемого ЯБП.
Тротиловый эквивалент измеряется в тоннах, килотоннах или мегатоннах тротила.
(1 Мт = 1000 000 т =1000 000 000 кг).

Хиросима и Нагасаки
Погибло
39.000
1945 год
Погибло
66.000

6 и 9 августа 1945 года США нанесли ядерные удары по японским городам Хиросима и Нагасаки. Мощность зарядов составила примерно 20 кт и 5 кт, соответственно.
В Хиросиме 255 000 жителей. В 1-й же день погибли 45 000, получили различные поражения - 91 000 человек.
Всего в Хиросиме пострадало 136 000 человек, т. е. более 53% населения города.
В Нагасаки проживало 174 000 жителей. Пострадали 64 000 человек, причем 22 000 из них погибли в 1-й же день.

Поражающие факторы ядерного взрыва
1. Ударная волна(до 50% энергии взрыва)- область сильного сжатия воздуха, который распространяется во все стороны от центра взрыва с огромной?? скоростью.
2. Световое излучение(30… 35 % энергии взрыва)– мощный комбинированный поток видимых и невидимых лучей, распространяющихся во все стороны от центра взрыва со скоростью света.
3. Проникающая радиация(4… 5% энергии взрыва)
4. Радиоактивное заражение местности ;
5. Электромагнитный импульс;
.

Модель возникновения ударной волны ядерного взрыва
Ядро взрыва
Область сжатия воздуха
Фронт ударной волны

Степень поражения людей ударной волной(первый фактор)

Действие избыточного давления
При 1 кПа начинают вылетать стекла, а
при 7 кПа не остается ни одного стекла.
Полное разрушение:
Деревянные дома – при 10… 20 кПа;
Кирпичные дома – при 30… 40 кПа;
Здания сейсмостойкие – 50… 80 кПа.
50% деревьев леса ложится при 30…50 кПа.

Степени и симптомы ожогов световым импульсом(второй фактор)

Степени лучевой болезни и дозы облучения(третий фактор)

Поросята одного помета в возрасте 6 месяцев. Корм поросенка на переднем плане в течение 10 дней содержал радиоактивный йод-131.(четвёртый фактор)

Особенности РЗМ после аварий на ядерных объектах «мирного» атома:
Снижение уровня радиации на следе облака происходит значительно медленнее, чем на следе, образовавшемся после наземного ядерного взрыва.
Заражение местности происходит пятнами разной формы и размеров.
Выпадение продуктов ядерного деления происходит на ограниченной территории.
Главную опасность для людей и животных на такой РЗМ представляет внутреннее заражение, а не внешнее, как бывает после ядерного взрыва.

Уровень радиации
– это мощность дозы, измеренная на высоте 1м от поверхности земли.
Уровень радиации характеризует дозу излучения, полученную незащищенным человеком на зараженной территории за некоторое время.

Контролируются Дозиметрическими приборами для оценки степени зараженности кожи, одежды, продовольствия, воды…
Допустимые значения степени зараженности

Очаг ядерного поражения (ОЯП) и
зоны радиоактивного заражения
местности (РЗМ)

Зона полных разрушений,
ΔРф более 50 кПа
Зона сильных разрушений,
ΔРф = (50…30) кПа
Зона средних разрушений,
ΔРф = (30…20) кПа
Зона слабых разрушений,
ΔРф = (20…10) кПа
10 кПа
20 кПа
30 кПа

Направление ветра
Г
В
Б
А
Ось следа
Наветренная сторона
Подветренная сторона
Характеристика зон РЗМ
Ветер Ю-З

Профилактические и защитные препараты от поражения щитовидной железы
При получении информации о подходе радиоактивного облака заблаговременно принимают йодистый калий или стабильный йод.
При приеме йода за 6 ч до контакта с РВ фактор защиты ФЗ=100.
Если время контакта с РВ и время приема йода совпадают, ФЗ=90.
Если йод вводится через 2 ч после начала контакта, то ФЗ=10.
Если йод вводится через 6 ч, ФЗ=2.

Дозировка:
1) КJ – 1 таблетка в сутки;
ИЛИ
2) 5%-спиртовый раствор йода – по 3-5 капель на стакан воды (молока) 3 раза в день после еды в течение 7-8 дней.

Для защиты от стронция-90 рекомендуется употреблять продукты, содержащие кальций (фасоль, гречка, капуста, творог, молоко).
Специальные препараты – радиопротекторы :
Препарат РС-1 — радиопротектор быстрого действия. Защитный эффект наступает через 40-60 мин и сохраняется в течение 4-6 ч.
Препарат Б-190 — радиопротектор экстренного действия, радиозащитный эффект наступает через 5-15 мин и сохраняется в течение часа.
Препарат РДД-77 — радиопротектор длительного действия, защитный эффект наступает через 2 суток и сохраняется 10-12 суток.

Конец занятия

17 миллионов людей, включая 2.5 миллиона детей младше 5 лет, подверглись действию радиации

Экспозиционная доза

Поглощенная доза
– это количество энергии ИИ, переданное единице массы объекта
где de - средняя энергия, переданная излучением веществу с элементарной массой dm.
применима к любому виду ИИ и к любой поглощающей среде.
В СИ измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг). Называется - грей (Гр).
Внесистемная единица называется рад.
Справедливо соотношение 1рад=0.01Гр.