Radioaktivno zagađivanje i zaštita Devetnaesto predavanje

Величина: px

Почињати приказ од странице:

Download "Radioaktivno zagađivanje i zaštita Devetnaesto predavanje"

Изолда Голубовић
пре 5 година
Прикази:

1 Radioaktivno zagađivanje i zaštita Devetnaesto predavanje

2 Ključni termini predavanja Radioaktivnost Vrste zračenja Fuzija i fisija Nuklearni reaktor Nuklearni otpad Biološki efekti zračenja Akcidenti

3 Radioaktivno zračenje radioaktivnost je otkrivena još krajem 19. veka. Jedan od oblika kontaminacije životne sredine posle atomskog bombardovanja Japana godine. Sve češće probe novog nuklearnog oružja. Pojava radioaktivnih padavina. Pojava havarija u nuklearnim elektranama. Problem skladištenja radioaktivnog otpada.

4 Zračenje ili radijacija predstavlja emisiju zračenja ili čestica iz nekog izvora. Zračenja vrlo visoke energije, koja su u stanju da u interakciji sa molekulima iz njih izbiju elektron, stvarajući na taj način jon, predstavljaju jonizujuća zračenja. Ova radijacija nastaje u nuklearnim reakcijama, a prisutna je i u kosmičkom zračenju.

5 Radioaktivnost je osobina nekih hemijskih elemenata, odnosno materija, da emituju nevidljive čestice ili zrake visoke energije. Izotopi elemenata koji emituju jonizujuća zračenja zovu se radioizotopi ili radionuklidi. Izotopi su jezgra istog hemijskog elementa, imaju isti broj protona, a različit broj neutrona.

Sastoji se od pozitivno naelektrisanih protona i elektro neutralnih neutrona koje na okupu drži nuklearna sila.

6 Atomi se sastoje iz pozitivno naelektrisanog jezgra okruženog oblakom negativno naelektrisanih elektrona. Nukleus sadrži više od 99,9% atomske mase. Sastoji se od pozitivno naelektrisanih protona i elektro neutralnih neutrona koje na okupu drži nuklearna sila. Broj protona u nukleusu (Z) se zove atomski broj. Broj neutrona je označen kao N. Atomska masa nukleusa (A) je zbir atomskog broja i broja neutrona (Z+N). Izotopi vodonika: 11H, 21H, 31H

7 Postoje tri vrste jonizujućih zračenja: 1. Alfa zračenje (krupne, pozitivno naelektrisane čestice) 2. Beta zračenje (sitne, negativno naelektrisane čestice elektroni) 3. Gama zračenje (neutralni elektromagnetni talasi vrlo malih talasnih dužina)

9 Prema poreklu postoje prirodna i veštačka zračenja. Najveći deo ukupnog zračenja koje primi svetsko stanovništvo je prirodnog porekla. Dva osnovna izvora prirodne radijacije: - Kosmička radijacija i - Radijacija iz Zemljine kore (glinovita podloga, stene).

10 Osnovni izvori veštačkog zračenja: Nuklearni reaktori Nuklearne elektrane Radioaktivni izotopi koji se koriste u medicini Nuklearno oružje Svi ovi veštački izvori radioaktivnosti znatno su uvećali ukupne doze zračenja koje prima pojedinac, kao i čovečanstvo u celini.

11 Procesom fisije se veliki atom elementa deli na dva manja atoma različitih elemenata (a) Procesom fuzije, dva mala atoma se spajaju i nastaje veliki atom nekog drugog elementa (b). I u fisiji i fuziji, masa proizvoda je manja od mase polaznih reaktanata, a taj gubitak mase je usled konverzije mase u energiju (E = mc2). Količina energije oslobođene ovom konverzijom mase u energiju je ogromna.

12 Uranijum se prirodno nalazi u različitim mineralima Zemljine kore. Dva izotopa: uran-238 i uran-235 Nuklearno gorivo se dobija iz uranijumove rude, koja prečišćena u uran-dioksid (UO2) i obogaćena. 99.3% urana u prirodi je U-238, a samo 0.7% je U-235. Obogaćivanje urana podrazumeva razdvajanje U-238 od U-235 da bi se dobio materijal sa visokim sadržajem U235.

13 Nuklearna fisija se koristi u nuklearkama uran-235

14 Izvesni nuklidi: uranijum-233, uranijum-235 i plutonijum-239, na primer, mogu da se pored jednostavnog radioaktivnog raspada, raspadnu na fragmente nakon udara neutrona. Kao što je prikazano na predhodnoj slici, jezgro uranijuma-235, nakon udara neutrona se raspada na dva manja jezgra uz oslobađanje velike količine energije. Tri neutrona koja su se oslobodila fisijom jezgra urana-235, mogu da prouzrokuju tri nove fisije uz stvaranje 9 neutrona, koja mogu da prouzrokuju devet fisija uz stvaranje 27 neutrona itd. Rezultat je lančana reakcija, koja nastavlja da se odvija čak i kada je spoljašnji izvor neutrona isključen. Ukoliko je količina urana mala, veći broj neutrona se izgubi pre nego što izazovu dodatnu fisiju i lančana reakcija se zaustavlja. Ukoliko je prisutna dovoljna količina urana-235 (kritična masa), dovoljno neutrona ostaje da bi se lančana reakcija održala. U uslovima visokog pritiska, kada se uran-235 nalazi u jako maloj zapremini, lančana reakcija se može tako brzo odvijati da se stvara nuklearna eksplozija.

15 Prilikom nekontrolisane nuklearne lančane reakcije, oslobađa se u eksploziji ogromna količina energije.

16 Nuklearna elektrana

17 Kontrola lančane reakcije se postiže obogaćivanjem urana na samo 4% U-235 i 96% U-238 (ovo obogaćenje ne podržava lančanu reakciju u nuklearnoj eksploziji). Obogaćeni uran-dioksid se pakuje u dugačke metalne štapove gorivi elementi. Više ovakvih gorivih elemenata formuiraju reaktorsko jezgro koje se nalazi u reaktoru ispunjenom vodom (koristi se kao moderator i rashlađivač. Moderator usporava neutrone stvorene fisijom tako da oni putuju odgovarajućom brzinom da bi podstakli sledeću fisiju. Obično se koristi laka voda (H2O).

18 Lančana reakcija u reaktorskom jezgru se kontroliše štapovima od materijala koji apsorbuje neutrone kontrolni štapovi. Lančana reakcija započinje i prestaje povlačenjem i ubacivanjem kontrolnih štapova po potrebi.

21 Kako se meri radioaktivnost?

22 Gajgerov brojač

23 Intenzitet radijacije se izražava na više načina: Bekerel (Bq) količina uzorka koji podleže 1 raspadu u sekundi Kiri (Ci) količina uzorka koji podleže raspada u sekindi Grej (Gy) energija apsorbovana po kilogramu tkiva 1 Gy = 1 J/kg tkiva Rad energija aprobovana po kg tkiva 1 rad = 0.01 Gy Sivert (Sv) oštećenje tkiva Rem (Roentgen equivelent for man), ekvivalent rentgena za čoveka oštećenje tkiva. 1 rem = 0.01 Sv

24 Biološki efekti zračenja Nastaju apsorpcijom energije u tkivima, a uzrokovani su jonizacijom tkiva, odnosno ćelija kroz koje prolazi zračenje. Radioaktivne supstance predstavljaju najtoksičnije materije u prirodi. Čak i niske doze radijacije nastanak raka i genetska oštećenja (štetne posledice za više godina, čak decenija). Visoke doze oštećenje ćelije, organa, smrt (štetne posledice za nekoliko dana ili časova).

Leukemija 0 Svi drugi oblici raka 10 20 30 Godine Približno vreme

25 Leukemija 0 Svi drugi oblici raka Godine Približno vreme pojavljivanja malignih promena kod stanovništva koje je preživelo eksploziju atomske bombe

26 Radioaktivno zagađivanje životne sredine Kontrolisano ispuštanje radioaktivnih proizvoda u životnu sredinu (vazduh i vodu). Čovek može biti izložen dejstvu jonizujućeg zračenja: - spoljašnjim putem (raspad radionuklida koji se nalaze u vazduhu ili vodi, ili nataloženi na površinu zemljišta) - unutrašnjim putem (prilikom udisanja, ili upotrebom zagađene vode i hrane).

27 Nuklearni otpad Prilikom rada jedne nuklearne elektrane oko 99% radioaktivnog materijala ostaje u gorivnim elementima. Otpad nastao neutronskom aktivacijom zbog neželjenog prodiranja radioaktivnih supstanci u unutrašnjost zgrade ukoliko su popustili zaptivači ili za vreme havarije. Fluidi koji se koriste u nuklearnim elektranama na sreću sadrže uglavnom nuklearni otpad sa kratkim vremenom poluraspada. Visokoaktivni otpaci, u tečnom ili čvrstom stanju veoma opasni zbog ogromne energije koju oslobađaju (5%) Otpaci srednje aktivnosti (15%) Niskoaktivni otpaci u tečnom i čvrstom stanju (80%)

28 Odlaganje nuklearnog otpada Nuklearni otpad čine elementi koji imaju dugo vreme poluraspada ili se nalaze u koncentracijama koje daju radioaktivna zračenja iznad dozvoljenih granica. Moraju se posebno pakovati i odlagati u skladišta. Najčešće se koriste napušteni rudnici koji se nalaze u geološko pogodnim sredinama, sa malom verovatnoćom da budu natopljeni vodom ili zarušeni tektonskim pokretima (rudnici soli).

29 Akcidenti u nuklearnim postrojenjima Do sada je zabeležen veliki broj akcidenata na nuklearnim postrojenjima. 0 Nema ugrožavanja bezbednosti I Nenormalnost Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA) postavila je skalu za klasifikaciju nuklearnih incidenata. II Incident III Težak incident IV Nesreća u glavnom Sen Loren postrojenju (Francuska), V Nesreća sa rizikom Vindskejl (V. izvan reaktora Britanija), Ostrvo tri milje (USA), VI Teška nesreća VII Velika nesreća Vandeljos (Španija), Senkt Peterburg (Rusija), Černobilj, 1986.

30 Havarija u Černobilju nuklearna elektrana Lenjin u Černobilju Prilikom servisiranja instalacije. Došlo je do pregrevanja jezgra reaktora, a zatim do izbijanja požara. Usled pregrevanja gorivih elemenata došlo je do eksplozije (ravna nekoliko stotina tona klasičnog ekslpoziva). U trenutku havarije oslobođeno je oko 3,5% ukupne količine radionuklida u reaktoru. Od neposrednih posledica udesa u Černobilju život je izgubilo tridesetak, a ozračeno je ukupno 5 miliona ljudi. Najmanje ljudi se našlo na direktnom putu radioaktivnog oblaka. Procenjuje se da će više od ljudi biti žrtve raka i leukemije.

31 D. Veselinović, I. Gržetić, Š. Đarmati i D. Marković, Fizičkohemijski osnovi zaštite životne sredine izvori zagađivanja, posledice i zaštita, knjiga druga, Naučna knjiga, Beograd, 1997, str

32 Internet linkovi - osiromašeni uranijum - balkanski sindrom - depleted uranium - havarija u Černobilju - radioaktivne padavine (nuclear fallout) the Nucleus, & the Atom - aktuelnosti iz Srbije %20NOVA%20srpski.pdf ekološki problemi u Srbiji

Слични документи

Prednosti C jezika

Prednosti C jezika s n 1/ 2 Nuklearni akcidenti I Akcident učernobilju Černobilj (Чернобыль) je grad na severu Ukrajine, u Kijevskoj oblasti, udaljen 15 km od granice sa Belorusijom. Černobilj je bio centar Černobiljskog