19/1/2015 ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

Transcript

1 ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

2 Νόμος Πυρηνικής Αποδιέγερσης Ο ρυθμός Αποδιέγερσης είναι ανάλογος του πληθυσμού των πυρήνων λ= σταθερά αποδιέγερσης,τ =1/λ, τ= μέσος χρόνος ζωής 19/1/2015

3 Νόμος Ραδιενεργής Αποδιέγερσης 19/1/2015

4 Πηγές Ραδιενέργειας Πυρηνικές Αντιδράσεις Ραδιενεργές Διασπάσεις (α,β,γ) 241 Am 237 Np+α+γ 22 Na 22 Ne+β + +ν+γ 60 Co 60 Ni+β - +ν+γ 19/1/2015

5 Αρχέγονη Πυρηνοσύνθεση (Κοσμογονικοί Πυρήνες) Σειρά Πρώτο Στοιχείο Χρόνος Ημιζωής (y) Τερματικός Πυρήνας Θορίου Pb Th Ποσειδωνίου Ουρανίου Ακτινίου Tl Np Pb U Pb U /1/2015

6 Αρχέγονη Πυρηνοσύνθεση (Κοσμογονικοί Πυρήνες Πρώτο στοιχείο: Χρόνος ημιζωής συγκρίσιμος με την ηλικία της Γης (περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια) Ποσειδώνιο-237: έχει υποδιπλασιασθεί 2222 φορές, έχει εξαλειφθεί Βραχύβιοι θυγατρικοί πυρήνες, ακίνδυνοι 19/1/2015

7 Ραδιενεργή Σειρά του 232Τh

8 Ραδιενεργή Σειρά του 238U

9 Σειρά Αποδιέγερσης του 232Th

10 Πάνω από 30 φυσικά ραδιενεργά Πυρήνας Χρόνος Ημιζωής (έτη) Μηχανισμός Αποδιέγερσης Σχετική Αφθονία στα άλλα ισότοπα (%) 3 1H β C 5730 β K β,ec, β V > EC Rb β Cd β In β Te EC La EC, β Ce α Nd α Sm α /1/2015

11 Κοσμογενικοί πυρήνες

12 Κοσμογενικοί πυρήνες Στην ανώτερη ατμόσφαιρα: 1) παραγωγή νετρονίων p+ 16 Ο n+ 16 F p+ 14 N n+ 14 O 2) παραγωγή 3 H και 14 C n+ 14 N 1 H+ 14 C n+ 14 N 3 H+ 12 B 19/1/2015

13 Εφαρμογές Περιεκτικότητα 14 C και 3 H σταθερά διαχρονικά στη γη. 14 C: Τ 1/2 =5730 χρόνια, ραδιοχρονολόγηση βιολογικών δειγμάτων 3 H: Τ 1/2 =12.23 χρόνια, ραδιοχρονολόγηση νερού, κρασιού κλπ.(whiskey, brandy, vodka, tsipouro) 19/1/2015

14 , Υπολογισμός ηλικίας της Γης από περιεκτικότητες ραδιενεργών και Τ=6Χ10 9 χρόνια, η ηλικία της Γης 19/1/2015

15 Ανθρώπινη Δραστηριότητα

16 Φάσμα ακτίνων-γ από δείγμα χώματος 19/1/2015

17 Ανάλυση χώματος από την περιοχή της Πρέβεζας 19/1/2015

18

19

20

21 Ραδιενέργεια 40 Κ Τρόφιμο σε τρόφιμα Μπανάνα 100 Φιστίκια 155 Καρότα 95 Πατάτες 95 Κόκκινο κρέας 83 Ραδιενέργεια (Bq/kg) Ξερά Φασόλια /1/2015

22 Ολική Έκθεση σε Ραδιενέργεια

23

24 ΜΟΝΑΔΕΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ενεργότητα: 1 Bq=1 διάσπαση/sec 1 Curie = 1Ci=3.7X Bq Μονάδα απορροφούμενης δόσης : Gray=Joule/kg σε οποιοδήποτε υλικό Η βιολογική επίπτωση εξαρτάται όχι μόνο από την ενέργεια που εναπόθεσε η ραδιενεργός ακτινοβολία, αλλά και από το είδος της ακτινοβολίας. Μέτρηση επικινδυνότητας συντελεστής στάθμισης W R 19/1/2015

25 Είδος και φάσμα ενέργειας Φωτόνια 1 Ηλεκτρόνια 1 Νετρόνια με ενέργεια μικρότερη από: 10 kev 5 Από: 10 kev έως 100 kev 10 Από: 100 kev έως 2 MeV 20 από: 2 MeV έως 20 MeV 10 Μεγαλύτερη από: 20 MeV 5 Πρωτόνια με ενέργεια μεγαλύτερη από 2 MeV 5 Σωμάτια α, θραύσματα σχάσης, βαρείς πυρήνες 20 Ισοδύναμη δόση = απορροφούμενη δόση Χ WR Μετρά επικινδυνότητα (βιολογική επίπτωση) Μονάδα: sievert (1J/Kg) Σωμάτια α: 20 φορές μεγαλύτερη βλάβη στον άνθρωπο από ακτίνες γ, για ίδια εναπόθεση ενέργειας 19/1/2015 W R

26 Ραδιενέργεια περιβάλλοντος Πηγή msv (1987) msv (2006) Εισπνεόμενο Ραδόνιο Eσωτερική ακτινοβόληση (τρόφιμα) Γήινη ακτινοβολία Κοσμική Ακτινοβολία Σύνολο από Φυσικά αίτια Ανθρωπογενείς πηγές (Ιατρικά, βιομηχανικά, κλπ) Σύνολο /1/2015

27 Όρια Δόσης Ραδιενέργειας Για εργαζόμενους: 20 msv το χρόνο, ή 100 msv σε 5 χρόνια. Για νεαρά άτομα: 6 msv το χρόνο. Για τον γενικό πληθυσμό: 1 msv το χρόνο. Ετήσια πρόσληψη ραδιενέργειας από φυσικά αίτια: 6.2 msv το χρόνο. 19/1/2015

28 Αποτελέσματα έκθεσης σε Ραδιενέργεια Δόση Πιθανά συμπτώματα σε (msv) Δεν υπάρχουν παρατηρήσιμα συμπτώματα. Ελαφρές αλλαγές στο αίμα. Κανένα άλλο παρατηρήσιμο σύμπτωμα. Εμετός μέσα σε λίγες ώρες, σε 5% έως 50% των περιπτώσεων, με κόπωση και απώλεια ορέξεως. Μέτριες μεταβολές στο αίμα. Σε κάθε περίπτωση επέρχεται ανάρρωση από τα συμπτώματα αυτά μέσα σε λίγες εβδομάδες. 19/1/2015

29 Δόση μεγαλύτερη από 3000 msv προκαλεί, σε κάθε περίπτωση, εμετό σε χρόνο λιγότερο από 2 ώρες. Σοβαρές μεταβολές στο αίμα, που συνοδεύονται από αιμορραγία και αυξανόμενη επιδεκτικότητα σε μόλυνση καθώς αυξάνεται η δόση. Απώλεια των μαλλιών μετά από 2 εβδομάδες, για δόσεις μεγαλύτερες από 3000 msv. Ανάρρωση από τα συμ πτώματα αυτά μέσα σε έναν μήνα έως ένα έτος, στις περισσότερες περιπτώσεις δόσεων κοντά στο όριο των 2000 msv. Στις περιπτώσεις δόσεων κοντά στο άνω όριο των 6000 msv, επιβιώνει μόνον το 20% περίπου.

30 Εμετός μέσα σε μία ώρα, σοβαρές μεταβολές του αίματος, αιμορραγία, μολύνσεις, απώλεια μαλλιών. Σε 80% έως 100% των περιπτώσεων επέρχεται θάνατος μέσα σε 2 μήνες. Μακρότατος χρόνος ανάρρωσης από τα συμπτώματα αυτά όσων επέζησαν. 19/1/2015

31 Ενέργεια σύνδεσης

32 Πυρηνική Σχάση Αυθόρμητη Σχάση: Σπάνιο Φαινόμενο Υψηλό Φράγμα Coulomb 238U: Διάσπαση σε 119Pd+119Pd B/A(238U)=7.6 MeV, B/A(119Pd)=8.4 MeV ΔU=Q=238*( )MeV=190 MeV 19/1/2015

33 Πυρηνικός Αντιδραστήρας Καύσιμο: Ουράνιο-235 ( 235 U) n U 137 Cs+ 94 Rb+5n Απορρόφηση νετρονίων από απορροφητές. Περίπου 200 διαφορετικά Ραδιενεργά στην καρδιά! Θερμότητα απάγεται από νερό. 19/1/2015

34 Πυρηνική Σχάση

35 Μη συμμετρική Σχάση

36 Αλυσιδωτή Αντίδραση

37 Πυρηνικός Αντιδραστήρας BWR

38 Ερευνητικός Αντιδραστήρας

39 Χώρος Αποθήκευσης Καυσίμου

40 Συγκρότημα Καυσίμου

41 Όμορφος είναι

42 Φόρτωσέ τον