Тази красива синя Серенков радиация - единственият начин човек да преживее пряко (в този случай - виж) радиация. За съжаление, нашите сетива не ни казват нищо, дори и ако ние се удари с йонизиращо лъчение, което убива на минута. радиационни опасности АЕЦ се е превърнало в част от съвременната култура, която играе много конкуренти ядрената енергия - и идеолози фюжън програми не остават в кулоарите, обещавайки да "чисти", лишен от радиация енергия.

Вярно ли е това? Честно казано, не. Бъдещи термоядрени централи ще бъдат ядрени съоръжения, с всичките му атрибути (до еколози, се занитване до оградите), но разликата с атомната централа, е все още там. Днес ще се опитам да сравните различни аспекти на опасност от облъчване, произтичащи от ядрената централа и хипотетично TYAES, като се започне от изчисленията, извършени за изграждането на ITER.

Пример за изчисляване на радиационното поле в ITER сграда работа. ВИДИН, която е по-близо до самия реактор (е в белия кръг в центъра) на областта достигне 40 Sv / ч (4000 F / час).

Така че, на първо място е необходимо да се разделят двете понятия. Вредното въздействие на тялото има йонизиращо лъчение, но източник в ядрени съоръжения са нестабилни атоми версия - радиоизотопи (наричани още радионуклиди). Опасност от радионуклиди измерва чрез тяхната радиотоксичност, т.е. "Вирулентност" при поглъщане права (спецификата на всички радиоизотопи могат да бъдат намерени в здравните физици Библията). Защото наистина опасни дози за някои изотопи започват със стотици нанограма (!), Въпросът за човешката изолация radinuklidov са от основно значение. Радиоактивният атом е унищожена, няма антидот към него - така темата за управление на радиоактивни отпадъци (т.е. отпадъци, съдържащи разлагащи радионуклиди) е един от най-скъпите в всичко, което се отнася до ядрената индустрия.

Ето, например, плътно облечени инспектори в Fukushima Daiichi са защитени от радионуклиди, вместо радиация.

Облекла за еднократна персонал, sluicing със специално вентилация и специално специално вентилационни системи за изпаряване на течности, които измити най-малките следи от радиоактивно замърсяване, и циментиране остатъка от изпаряване - такива системи - е ежедневната реалност на атомни електроцентрали, преработка растения, и дори медицински лаборатории, получаване на радиоактивни лекарства.

Ето, например, един изолиран "гореща камера" за радиоактивната работа.

Откъде идват от нестабилни атоми? От ядрени реакции. Например, в един конвенционален реактор с вода под налягане (ВВЕР) бързи неутрони успя да изчисти вода от кислороден атом 16O протон на и да го превърне в бързо разпадаща 16N азот изотоп. Средната стойност за около 7 секунди разпада обратно 16O, едновременно излъчване на фотон на гама радиация. Друг вариант е уран делене верижна реакция, в която работи на ядрения реактор. Всеки път, 235U атом разделя на две по-леки ядра и само малък брой от случаите те са стабилни, и огромния брой дъщерни продукти от разпада - изключително

Друг пример за изолация radinuklidov - облекло за еднократна употреба и душ на изхода на потенциално заразени зона в Смоленск Козлодуй. По този начин възможността за премахване на припокриване germoperimetr радионуклиди по тялото и дрехите.

По този начин, двете основни канали за използване на радиация в сграда ядрен реактор - това активиране само около време между неутрони и ядрени реакции на радиоактивни продукти. И двете от тези канали някакви атомни електроцентрали и е хипотетичен TYAES. Единствената разлика е в детайлите.

Ако вземете само на разположение днес за реакцията, която може да се управлява термоядрен реактор - синтез на деутерий и тритий (D + T → 4HE + н), на киловат мощност получаваме няколко пъти повече неутрони, отколкото в ядрен реактор. Нещо повече, тези неутрони ще бъде много по-енергични, създавайки много повече зли активира изотопи в дизайна на околната среда. Ако не се вземат каквито и да било усилия, за да се разпореждат със неутронния поток, в този аспект - радиация активиране потенциални TYAES дизайн мизерно губят атомни електроцентрали. Така ITER части тегло активирани ще бъде 31,000 тона, като типичен 1000 мегавата (т.е. 6 пъти по-мощен от ITER, преброяване на топлинна мощност) от теглото на активен дизайн ядрени реактори се оценява на 8000 тона.

Намаляване на корпуса на реактора на части под вода.

Друг пример за съхранение на активирани структури - отделения съветски подводници реактора.

Захранващ поток от радиация активиран структури в рамките на един ден след ITER ще спре в 10000-50000000 рентген / час на типичен реактор - рентген 1000-15000 / час. Тези полета са убити в рамките на минути, така че всичко е добре - радиоактивни отпадъци, които след завършване на реактор кариера трябва да се режат, сортирани по вид дейност и изпратен на съхранение на радиоактивни отпадъци. Най-интересното е, че общият брой на радиоактивни атоми в тези хиляди тонове само няколко килограма (в тежки случаи - няколко десетки).

* Изчисляване на активирането на конструкцията ITER: горния ляв поле на вакуумната камера на токамак в Сиверт на час един ден след спиране, отляво в долната - намаление на радиоактивността през годините, полето в долната част - намаление на радиоактивността, логаритмична скала в секунди. Привеждането в съответствие вижда на приноса на различните изотопи на радиоактивност. *

Стратегията на работа с този радиоактивен наследство прилича - изчакайте 10 ... 20 години, а най-краткия разпад (а оттам и на най-активните) изотопи, включително намалено съдържание на активен кобалт (60 Co наблизо "кобалт бомба" с период на полуразпад от 5.3 години), а след това направи разбор и сортиране на отпадъците, които могат да се разбърква до безопасно ниво, например стоманени пръти, отпадъци, изискващи кратък съхранение и отпадъци, изискващи продължително съхранение. Последно набран обикновено е около 10% от общото тегло, и да се разпадне по време на съхранение на активираните атоми към безопасни нива е 100 ... 1000 S. Доста, но след това ще видим доста различни фигури.

Друга подобна картина - Активиране на качеството на ядрената неръждаема стомана в ITER-условия. Цифрите, посочени в сиверт на час / кг може да се види, че въпреки че първите 40 години на ниво на активност падне значително по-големите части от стомана не си струва 200 години.

И, разбира се, и по време на експлоатацията на реактора и след като спрете да го постоянно трябва да се извършва набор от мерки за изолиране на радионуклиди в запечатани пликове за тази цел - неразпространението на бариери. Освен не евтини дейности строителство / поддръжка (като например пробиване на бетон ITER е невъзможно, така и цялата инсталация е изградена върху чрез изливане на бетон, метална пластина) има и борба срещу потенциални инциденти.

И тук е как обеззаразяване на заводи за преработка - всички се изпълниха с полимерно покритие, което се откъсва от стените, заедно с радионуклиди

Интересно е, че днес от порядъка на стотици на празен ход в ядрени реактори са били напълно демонтирани, понякога с доста озадачаващи трикове, като "рязане на реакторен подводни роботи" или "излея всичко с пяна, нарязани на парчета и да отпечатате за пазене." Въпреки това, тази технология е съвършена, и голяма част от десетките хиляди тона след сортиране и отделяне особено активни части е годна за топене / друга повторна употреба. Особено успял такива операции германците, за да се разбере напълно 11 ядрени реактори и дузина опитни.

* Пример АЕЦ разбор състояние на чист смола.

Ето един пример за дългосрочно съхранение на радиоактивни отпадъци в бивша солна мина. *

Обобщавайки - наличие на неутрони причинява или че реактора за ядрен синтез, независимо от наличието в него на ядрено гориво, е обект със значителни ядрени възможности. Това означава постоянна борба за мониторинг радионуклиди изолация от страна на надзорните органи и neillyuzorno смъртоносни радиационни опасности, включително за "чист" реактор синтез. Но това не е най-лошото.

Продукти от ядрени реакции.

Днес в делене реактори използват приблизително касетите същия реактор за гориво (FA, често погрешно наречени пръти ТВЕЛ гориво - е само част от горивния възел). Това тегло на продукта

700 кг, което е

500 кг уран, обогатен с изотоп 235U на

4,5%, т.е. във всяка гориво механизъм съдържа 22-23 кг уран 235 и

480 кг уран 238.

Пример ВВЕР реактори (център FA-2М ТВСА-горе). топлоотделящите елементи се виждат части от таблетки уран оксид.

TVS работи в реакторните 3-4 години и всяка година напуска реактора 30 тона отработено ядрено гориво, или около 40 TVSok. Отработеното гориво съдържа почти процент U235 и почти сто плутоний. Най-интересното е, че това е половината от плутония, която се е образувала в хода на кампанията - останалото е доста изгорени, производство на електроенергия. Също така в горивния възел е 20-25 кг продукти на делене (PD) - около 60 различни, често много радиоактивни изотопи. Пресни облъчени горивни има ниво радиоактивност на един милион рентген / час

Всъщност се оказва, че за една година под формата на реактор на отработено ядрено гориво плюе по-голяма радиация капацитет от натрупва в активирани структури за 50 години. Вторият проблем - тайминг разпад на радиоактивни продукти в отработеното гориво до безопасно ниво. Ако PD често не разполагат с много дълги периоди на полуразпад (въпреки известния стронций 90 и цезий 137 -. Около 30 години, например, свалени в Чернобил стронций и цезий за днес е скъсал около половината от това би било да си представим мащаба), 100 години започват да доминират трансурановите продукти - плутоний, нептуний, америций, Curium (като последните три са така наречените малки актинидите, един от най-проблемните отпадъци). Радиотоксични страшно, те имат полуживот от порядъка на стотици или хиляди години, а след това на отработено ядрено гориво ще бъде опасно не по-малко от няколкостотин хиляди години!

* Радиационна потенциал на ОЯГ от време на време. FP - продукти на делене. Сравнете с активирани структури по-горе!

Не и след милион години, отработеното гориво не се връща към първоначалните нива на радиация, определени от бавното разпадане на уран. *

Един от най-големите "мокро" за съхранение на отработено ядрено гориво в света. Спомням си комикс xkcd е подходящо в този случай.

ОЯГ има опция за обработка, когато ФА е разделена на slaboaktivirovannye строителство, уран и плутоний, който може да бъде пуснат отново в експлоатация, както и продукти на делене. По този начин количеството на отпадъците се намалява с около 5 пъти, и в реактора е около половината от потенциал дългосрочно радиация, но това не е окончателно решение. Сериозно се разглежда като "прегаряне" незначителни актинидите и плутоний в бързи реактори, които биха намалили складиране на остатъците от стотици хиляди до няколко хиляди години. Въпреки това е трудно и скъпо събитие, в крайна сметка дори и преработката на отработено ядрено гориво, и това не е пълна, съществува само в Европа.

Между другото, една значителна част от управлението на отпадъците представлява

50 ... 80 кг на стоманени части на FA, които се активират значително. Те действат по този начин.

А какво да кажем термоядрени реактори? "Производствени отпадъци" има стабилно хелий-4, който може да бъде директно на място да се надува балони за децата. Вярно е, в използвания радиоактивен тритий, което е сравнимо с опасност от плутоний (и факта, че той лесно се превръща във вода и се включи в биологичен цикъл само добавя параноя). В промишлени TYAES ще циркулира количество тритий сравними по цялостната дейност на емисиите от Фукушима или Чернобил (десетки megacuries, която съответства единици килограм тритий). Няколко стотин милиграма (няколко хиляди кюрита) тритий, между другото, ще останат на вътрешните повърхности на реактора за синтез, създава допълнителни проблеми с вкус. От друга страна, в промишлени количества радиоактивни ядрени материали измерени в gigakyuri, въпреки че те са по-голямата част не са толкова летлив като тритий.

Специално стъкло, в което да се разпорежда с радиоактивни отпадъци, годни да издържат на ерозионно действие на до един милион години.

Освен това, в полза TYAES играе полуживот на тритий - 12 години (т.е., след 120 и тя се намалява в количество

1000 пъти) и много слаби лъчения - бета лъчи на 12.3 КЕВ, които са добре проверени дори 10 см от въздух или дебели ръкавици. Тритий е опасно само при поглъщане. Въпреки това, наличието на този изотоп в TYAES изискват масови движения, за да се предотврати това да се измъкнем - специални изолирани кутии с ниско налягане, разположен вътре в затворени помещения, специална вентилационна система, изчисляване на всички пътища на тритий разпространение в каквито и да било инциденти и създаването на пречки за безопасност във всички тези начини и повече п. и т.н.

Съхраняването на прототип тритий и дозиране система на ITER - Моля, имайте предвид, че това е напълно запечатан в жабката.

В обобщение - ако не за отработено ядрено гориво, което е повече от покриване на всякакви други радиационни опасности, на TYAES не биха "по-чист" от атомни електроцентрали. Освен това, поради наличието на тритий и активирани повече тегло структури, те ще бъдат по-опасно. Въпреки това, отработеното гориво не е да ходя никъде и няма да бъде по-безопасно, идентифициране на 99% от радиация потенциала на ядрената енергия, както и подмяна на всички ядрените реактори при хипотетични термоядрени реактори са довели до значителен потенциал за намаляване. Вторият, много по-важно, но е трудно да се възползват от предимствата, че проблемите на радиация от ядрената енергия ще нарасне само, а през 1000 на проблема с отработеното ядрено гориво може да придобие съвсем различен мащаб, а за TYAES никога не са такива, расте в продължение на векове за проблемите на радиоактивни отпадъци ,

Моля, дайте оценка за статията: