Promieniowanie wokół nas

1. Promieniowanie wokół nas Sylwester Kalinowski sylwesterkali@gmail.com Marzec 2011

2. Jak zbudowany jest atom? - elektrony - neutrony - protony jądro

3. Rozszczepienie uranu Uran zachowuje się dosyć ciekawie: Jego jądro ulega rozszczepieniu pod wpływem bombardujących je neutronów, które nie mając ładunku, bez problemów wnikają do jądra (nie są odpychane przez dodatnie protony).

4. Rozszczepienie uranu Uran zachowuje się dosyć ciekawie: Jego jądro ulega rozszczepieniu pod wpływem bombardujących je neutronów, które nie mając ładunku, bez problemów wnikają do jądra (nie są odpychane przez dodatnie protony). Neutronów w naszym i jądra uranu otoczeniu jest wiele… i zawsze znajdą się takie, które trafią w jądro uranu.

5. n 235U 92 Ten pierwszy neutron Rozszczepienie uranu (jedna z dróg)

6. 93Kr n 36 235U 92 140Ba 56 Ciepło Q (energia produktów rozszczepienia) Rozszczepienie uranu (jedna z dróg) Produkty rozpadu w większości są promieniotwórcze, Spadną po wybuchu i skażą ziemię

7. 93Kr n 36 235U 92 140Ba 56 Ciepło Q (energia produktów rozszczepienia) Rozszczepienie uranu (jedna z dróg) Te pojawiające się trzy neutrony są bardzo ważne. One spowodują kolejne trzy rozszczepienia jąder uranu, a te następne każdy trzy itd …

8. 93Kr n 36 235U 92 140Ba 56 Ciepło Q (energia produktów rozszczepienia) Rozszczepienie uranu (jedna z dróg) W odpowiednio dużej bryłce uranu, w czasie kilku mikrosekund (kilka milionowych sekundy), powstaje lawina rozszczepień.

9. 93Kr n 36 235U 92 140Ba 56 Ciepło Q (energia produktów rozszczepienia) Rozszczepienie uranu (jedna z dróg) Rrozwija się łańcuch rozszczepień dający ogromne ilości energii. Rozbicie 1kg = spalenie 2500 ton węgla.

10. Rozszczepienie uranu Reakcją łańcuchowa może zachodzić tylko w odpowiednio dużej bryłce uranu 235, ponieważ z małej, neutrony łatwo uciekają na zewnątrz zanim wywołają reakcję.

11. Rozszczepienie uranu Reakcją łańcuchowa może zachodzić tylko w odpowiednio dużej bryłce uranu 235, ponieważ z małej, neutrony łatwo uciekają na zewnątrz zanim wywołają reakcję. Taka najmniejsza masa, w której rozwinie się reakcja łańcuchowa, nosi nazwę masy krytycznej Mk.

12. Rozszczepienie uranu Reakcją łańcuchowa może zachodzić tylko w odpowiednio dużej bryłce uranu 235, ponieważ z małej, neutrony łatwo uciekają na zewnątrz zanim wywołają reakcję. Taka najmniejsza masa, w której rozwinie się reakcja łańcuchowa, nosi nazwę masy krytycznej Mk. Dla czystego uranu Mk = 1kg (jest to kulka o średnicy ok. 10 cm).

13. Rozszczepienie uranu Reakcją łańcuchowa może zachodzić tylko w odpowiednio dużej bryłce uranu 235, ponieważ z małej, neutrony łatwo uciekają na zewnątrz zanim wywołają reakcję. Taka najmniejsza masa, w której rozwinie się reakcja łańcuchowa, nosi nazwę masy krytycznej Mk. Dla czystego uranu Mk = 1kg (jest to kulka o średnicy ok. 10 cm). Jeśli masa uranu jest większa od krytycznej, to „zapalnika” nie potrzeba. Mamy już bombę atomową, która wybuchła – zaszła reakcja niekontrolowana. Już nie żyjemy.

14. Rozszczepienie uranu Reakcją łańcuchowa może zachodzić tylko w odpowiednio dużej bryłce uranu 235, ponieważ z małej, neutrony łatwo uciekają na zewnątrz zanim wywołają reakcję. Taka najmniejsza masa, w której rozwinie się reakcja łańcuchowa, nosi nazwę masy krytycznej Mk. Dla czystego uranu Mk = 1kg (jest to kulka o średnicy ok. 10 cm). Jeśli masa uranu jest większa od krytycznej, to „zapalnika” nie potrzeba. Mamy już bombę atomową, która wybuchła – zaszła reakcja niekontrolowana. Już nie żyjemy. Uran w bombie przechowuje się w oddzielonych od siebie częściach (każda o masie dużo mniejszej od krytycznej). Po ich połączeniu samoistnie następuje reakcja łańcuchowa niekontrolowana i wybuch atomowy.

15. Rozszczepienie uranu Reakcją łańcuchowa może zachodzić tylko w odpowiednio dużej bryłce uranu 235, ponieważ z małej, neutrony łatwo uciekają na zewnątrz zanim wywołają reakcję. Taka najmniejsza masa, w której rozwinie się reakcja łańcuchowa, nosi nazwę masy krytycznej Mk. Dla czystego uranu Mk = 1kg (jest to kulka o średnicy ok. 10 cm). Jeśli masa uranu jest większa od krytycznej, to „zapalnika” nie potrzeba. Mamy już bombę atomową, która wybuchła – zaszła reakcja niekontrolowana. Już nie żyjemy. Uran w bombie przechowuje się w oddzielonych od siebie częściach (każda o masie dużo mniejszej od krytycznej). Po ich połączeniu samoistnie następuje reakcja łańcuchowa niekontrolowana i wybuch atomowy. Uranu 235 w wydobywanych rudach jest za mało, aby zaszła reakcja łańcuchowa. Niewiele krajów umie uran „wzbogacać”, tak by zaszła ta reakcja. Dlatego ważnym jest, aby w ręce terrorystów nie dostał się uran wzbogacony, bo już mieliby oni bombę atomową. Wydobycie uranu w Polsce: http://goldcentrum.iq.pl/kaczawskie/www/articles.php?id=88

16. Czynniki rażenia broni jądrowej, czyli co się pojawia po wybuchu bomby atomowej: 1.Fala uderzeniowa - cienka warstwa powietrza, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia i prędkości ruchu gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Po jej przejściu, wszystko co wystawało ponad ziemię, zostaje zburzone.

17. Czynniki rażenia broni jądrowej, czyli co się pojawia po wybuchu bomby atomowej: 1.Fala uderzeniowa - cienka warstwa powietrza, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia i prędkości ruchu gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Po jej przejściu, wszystko co wystawało ponad ziemię, zostaje zburzone. 2)Promieniowanie jonizujące -to strumień promieniowania g (gamma)i n (neutronów). Czas rażącego działania 10-15 s. Powoduje chorobę popromienną (białaczkę).

18. Czynniki rażenia broni jądrowej, czyli co się pojawia po wybuchu bomby atomowej: 1.Fala uderzeniowa - cienka warstwa powietrza, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia i prędkości ruchu gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Po jej przejściu, wszystko co wystawało ponad ziemię, zostaje zburzone. 2)Promieniowanie jonizujące -to strumień promieniowania g (gamma)i n (neutronów). Czas rażącego działania 10-15 s. Powoduje chorobę popromienną (białaczkę). 3)Promieniowanie cieplne - mające w epicentrum temperaturę około 100 milionów stopni. W tej temperaturze wszystko wyparowuje.

19. Czynniki rażenia broni jądrowej, czyli co się pojawia po wybuchu bomby atomowej: 1.Fala uderzeniowa - cienka warstwa powietrza, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia i prędkości ruchu gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Po jej przejściu, wszystko co wystawało ponad ziemię, zostaje zburzone. 2)Promieniowanie jonizujące -to strumień promieniowania g (gamma) i n (neutronów). Czas rażącego działania 10-15 s. Powoduje chorobę popromienną (białaczkę). 3)Promieniowanie cieplne - mające w epicentrum temperaturę około 100 milionów stopni. W tej temperaturze wszystko wyparowuje. 4) Skażenie promieniotwórcze – powodują je opadające substancje promieniotwórcze z obłoku wybuchu jądrowego (z „grzyba”). Są to produkty rozpadu np. uranu: krypton i bar – patrz rys. na początku prezentacji).

20. Czynniki rażenia broni jądrowej, czyli co się pojawia po wybuchu bomby atomowej: 1.Fala uderzeniowa - cienka warstwa powietrza, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia i prędkości ruchu gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Po jej przejściu, wszystko co wystawało ponad ziemię, zostaje zburzone. 2)Promieniowanie jonizujące -to strumień promieniowania g (gamma) i n (neutronów). Czas rażącego działania 10-15 s. Powoduje chorobę popromienną (białaczkę). 3)Promieniowanie cieplne - mające w epicentrum temperaturę około 100 milionów stopni. W tej temperaturze wszystko wyparowuje. 4) Skażenie promieniotwórcze – powodują je opadające substancje promieniotwórcze z obłoku wybuchu jądrowego (z „grzyba”). Są to produkty rozpadu np. uranu: krypton i bar – patrz rys. na początku prezentacji). 5)Impuls elektromagnetyczny - gwałtowna fala elektromagnetyczna. Wywołuje ona wysokie napięcie w sieciach i urządzeniach elektrycznych uszkadzając je.

21. Ilość promieniowania pochłoniętego przez organizmy żywe wyraża się w sivertach. 5 siwert (5 Sv) to dawka śmiertelna dla człowieka

22. Jakie dawki promieniowania otrzymujemy? • zdjęcie rentgenowskie płuc: około 0,82 mSv (m – mili, czyli 1/1000 Sv) • paczka papierosów dziennie 0,47 mSv/rocznie (dawka na płuca) • tomografia komputerowa głowy: 2,6 mSv • mammografia: 0,4 mSv • Polak rocznie ze źródeł naturalnych2,4 mSv • (promieniowanie kosmiczne, • pierwiastki promieniotwórcze w otoczeniu) • jest to tzw. promieniowanie tła, w którym żyjemy

23. Hiroszima • W chwili ataku w mieście było: • 275 tysięcy mieszkańców, • 40 tysięcy żołnierzy w garnizonie wojskowym.

24. Hiroszima • W chwili ataku w mieście było: • 275 tysięcy mieszkańców, • 40 tysięcy żołnierzy w garnizonie wojskowym. • Bomba wybuchła: • - 6 sierpnia 1945 roku o godzinie 8:16:02, po odrzuceniu przez cesarza Japonii amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej • kapitulacji, • na wysokości 580 metrów w celu zwiększenia zniszczeń • spowodowanych przez falę uderzeniową i promieniowanie cieplne, • - z siłą około 15 kiloton trotylu, • - zawierała uran, • - nazywała się Little Boy .

25. Hiroszima • W chwili ataku w mieście było: • 275 tysięcy mieszkańców, • 40 tysięcy żołnierzy w garnizonie wojskowym. • Bomba wybuchła: • - 6 sierpnia 1945 roku o godzinie 8:16:02, po odrzuceniu przez cesarza Japonii amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej • kapitulacji, • na wysokości 580 metrów w celu zwiększenia zniszczeń • spowodowanych przez falę uderzeniową i promieniowanie świetlne, • - z siłą około 15 kiloton trotylu, • - zawierała uran, • - nazywała się Little Boy . • Natychmiast zginęło 78 100 aciężko rannymi zostało 37 424 mieszkańców. • Był to pierwszy w historii atak z użyciem broni nuklearnej.

26. Hiroszima • W chwili ataku w mieście było: • 275 tysięcy mieszkańców, • 40 tysięcy żołnierzy w garnizonie wojskowym. • Bomba wybuchła: • - 6 sierpnia 1945 roku o godzinie 8:16:02, po odrzuceniu przez cesarza Japonii amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej • kapitulacji, • na wysokości 580 metrów w celu zwiększenia zniszczeń • spowodowanych przez falę uderzeniową i promieniowanie świetlne, • - z siłą około 15 kiloton trotylu, • - zawierała uran, • - nazywała się Little Boy . • Natychmiast zginęło 78 100 aciężko rannymi zostało 37 424 mieszkańców. • Był to pierwszy w historii atak z użyciem broni nuklearnej. • Decyzję o zrzuceniu bomby atomowej podjął prezydent Stanów Zjednoczonych Harry Truman.

27. Nagasaki • Bomba wybuchła: • - 9 sierpnia 1945 roku, po drugim odrzuceniu przez cesarza Japonii Hirohito amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej kapitulacji, • na wysokości ok. 600 metrów, • - z siłą około 20 kiloton trotylu, • - zawierała pluton, • - nazywała się Fat Man, • - około 40% budynków zostało zniszczonych.

28. Nagasaki • Bomba wybuchła: • - 9 sierpnia 1945 roku, po drugim odrzuceniu przez cesarza Japonii Hirohito amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej kapitulacji, • na wysokości ok. 600 metrów, • - z siłą około 20 kiloton trotylu, • - zawierała pluton, • - nazywała się Fat Man, • - około 40% budynków zostało zniszczonych. • Natychmiast zginęło ok. 40.000 mieszkańców. Co najmniej 40 000 zmarło w kolejnych miesiącach.

29. Nagasaki • Bomba wybuchła: • - 9 sierpnia 1945 roku, po drugim odrzuceniu przez cesarza Japonii Hirohito amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej kapitulacji, • na wysokości ok. 600 metrów, • - z siłą około 20 kiloton trotylu, • - zawierała pluton, • - nazywała się Fat Man, • - około 40% budynków zostało zniszczonych. • Natychmiast zginęło ok. 40.000 mieszkańców. Co najmniej 40 000 zmarło w kolejnych miesiącach. • Był to drugi i ostatni w historii atak wojenny z użyciem broni nuklearnej.

30. Nagasaki • Bomba wybuchła: • - 9 sierpnia 1945 roku, po drugim odrzuceniu przez cesarza Japonii Hirohito amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej kapitulacji, • na wysokości ok. 600 metrów, • - z siłą około 20 kiloton trotylu, • - zawierała pluton, • - nazywała się Fat Man, • - około 40% budynków zostało zniszczonych. • Natychmiast zginęło ok. 40.000 mieszkańców. Co najmniej 40 000 zmarło w kolejnych miesiącach. • Był to drugi i ostatni w historii atak wojenny z użyciem broni nuklearnej. • Decyzję o zrzuceniu bomby atomowej podjął prezydent Stanów Zjednoczonych Harry Truman.

31. Nagasaki • Bomba wybuchła: • - 9 sierpnia 1945 roku, po drugim odrzuceniu przez cesarza Japonii Hirohito amerykańskiego ultimatum o bezwarunkowej kapitulacji, • na wysokości ok. 600 metrów, • - z siłą około 20 kiloton trotylu, • - zawierała pluton, • - nazywała się Fat Man, • - około 40% budynków zostało zniszczonych. • Natychmiast zginęło ok. 40.000 mieszkańców. Co najmniej 40 000 zmarło w kolejnych miesiącach. • Był to drugi i ostatni w historii atak wojenny z użyciem broni nuklearnej. • Decyzję o zrzuceniu bomby atomowej podjął prezydent Stanów Zjednoczonych Harry Truman. • 10 sierpnia cesarz Hirohito zaakceptował ultimatum Amerykanów.

32. Reaktory W większości reaktorów paliwem jądrowym jest uran.

33. Reaktory W większości reaktorów paliwem jądrowym jest uran. W żadnym reaktorze nie ma masy krytycznej uranu, nie może więc nastąpić wybuch w postaci reakcji niekontrolowanej prowadzącej do wcześniej przedstawionych skutków. Reaktor nigdy nie stanie się bombą atomową.

34. Reaktor kadm uran Woda para

35. Reaktor kadm uran Woda para Pręty paliwowe (na rys. zaznaczone jako uran) to rurki ze stopu cyrkonu, w których znajdują się pastylkipaliwa - tlenku uranu.

36. Reaktor kadm uran Woda para Kadm ma takie właściwości, że zatrzymuje w sobie neutrony, które w niego trafią. Pręty kadmowe to pręty sterujące lub inaczej pręty bezpieczeństwa.

37. Reaktor kadm uran Woda para Gdy pręty kadmowe są całkowicie wsunięte do wnętrza rdzenia reaktora, to wychwytują większość pojawiających się neutronów i nie pozwalają na dalsze rozszczepienia jąder uranu – moc reaktora jest minimalna. Gdy jest potrzebna większa ilość prądu (potrzeba większej mocy reaktora) wtedy automaty wyciągają pręty kadmowe, więcej neutronów powoduje rozszczepienia i moc reaktora rośnie.

38. Reaktor kadm uran Woda para Woda w zamkniętym obiegu odbiera ciepło, zamienia się w parę i pod dużym ciśnieniem uderza w łopatki turbiny produkującej prąd (takie większe dynamo rowerowe). Woda ta i para są radioaktywne (przechodziły przez rdzeń reaktora i zostały napromieniowane).

39. Reaktor kadm uran Woda para Gdy ciśnienie pary zbytnio wzrośnie, wtedy zawory bezpieczeństwa odprowadzają jej nadmiar do jeziorka obok elektrowni. Tam ona się skrapla. W jeziorku często są hodowane ryby aby pokazać, że skażenie pary z reaktora nie jest groźne dla organizmów żywych.

40. Katastrofa w Czarnobylu 26 kwietnia 1986 roku.

41. W pobliżu Czarnobyla znajduje się Elektrownia Jądrowa posiadająca 4 reaktory o mocy elektrycznej 1000 MW każdy. Zostały zaprojektowane tak, aby oprócz energii elektrycznej można było z nich otrzymywać pluton do produkcji broni jądrowej.

42. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał.

43. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał. O godzinie 01:23:47 moc cieplna dziesięciokrotnie przekroczyła normalny poziom.

44. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał. O godzinie 01:23:47 moc cieplna dziesięciokrotnie przekroczyła normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia rozerwał rury z wodą chłodzącą.

45. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał. O godzinie 01:23:47 moc cieplna dziesięciokrotnie przekroczyła normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia rozerwał rury z wodą chłodzącą. Paliwo (uran) zaczęło się topić.

46. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał. O godzinie 01:23:47 moc cieplna dziesięciokrotnie przekroczyła normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia rozerwał rury z wodą chłodzącą. Paliwo (uran) zaczęło się topić. W kompletnie zniszczonym rdzeniu reaktora temperatura osiągnęła 3000°C.

47. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał. O godzinie 01:23:47 moc cieplna dziesięciokrotnie przekroczyła normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia rozerwał rury z wodą chłodzącą. Paliwo (uran) zaczęło się topić. W kompletnie zniszczonym rdzeniu reaktora temperatura osiągnęła 3000°C. Pod wpływem tej temperatury zniszczeniu uległa osłona rdzenia, potem dach, który się zawalił i do atmosfery wydostały się - izotopy promieniotwórcze (jod 131, cez 134 i cez 137).

48. 26 kwietnia 1986 roku mechanizm wprowadzający pręty kontrolne (kadmowe) do rdzenia, nie zadziałał. O godzinie 01:23:47 moc cieplna dziesięciokrotnie przekroczyła normalny poziom. Gwałtowny wzrost ciśnienia rozerwał rury z wodą chłodzącą. Paliwo (uran) zaczęło się topić. W kompletnie zniszczonym rdzeniu reaktora temperatura osiągnęła 3000°C. Pod wpływem tej temperatury zniszczeniu uległa osłona rdzenia, potem dach, który się zawalił i do atmosfery wydostały się - izotopy promieniotwórcze (jod 131, cez 134 i cez 137). Wiatr je roznosił i spadały na ziemię powodując jej skażenie.

49. Raport Komitetu Naukowego ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR) stwierdza, że :

50. Raport Komitetu Naukowego ONZ ds. Skutków Promieniowania Atomowego (UNSCEAR) stwierdza, że : „134 pracowników elektrowni jądrowej w Czarnobylu i członków ekip ratowniczych było narażonych na działanie bardzo wysokich dawek promieniowania jonizującego, po których rozwinęła się ostra choroba popromienna (białaczka).