Напрямки застосування ядерних технологій

1. Напрямки застосування ядерних технологій

2. Детектори Детектор частинок - пристрій, який використовується в ядерній фізиці та фізиці елементарних частинок для визначення факту пролітання частинки, її ідентифікації та визначення її характеристик - енергії, маси, заряду, тощо. Детектори, призначені тільки для визначення факту пролітання частинки, часто називаються лічильниками. Детектори, призначені для вимірювання дози поглинутої радіації називаються дозиметрами. Детектори, здатні вимірювати енергію частинки називаються калориметрами.

3. Прискорювачі Прискорювач заряджених частинок – пристрій для отримання заряджених частинок (електронів, протонів, іонів) великих енергій. Прискорення проводиться за допомогою електричного поля, здатного змінювати енергію частинок, що володіють електричним зарядом. Поле може лише змінити напрям руху заряджених частинок, не змінюючи величини їх швидкості, тому в прискорювачах воно застосовується для керування рухом частинок. • За принципом конструкції всі прискорювачі заряджених частинок можна розподілити на дві категорії: • лінійні прискорювачі • циклічні прискорювачі.

4. Колайдери Колайдер — це система з двох прискорювачів заряджених часток, в якій два пучки прискорюються назустріч один одному, і тому енергія взаємодії у системі центра мас більша, порівняно з експериментами з фіксованою мішенню. • Приклади колайдерів: • HERA (DESY) — протон-електронний колайдер (318 ГеВ) • Tevatron (Fermilab) — протон-антипротонний колайдер (1 TеВ) • LEP (CERN) — електрон-позитронний колайдер (209 ГеВ) • LHC (CERN) — адроннийколайдер (14 ТеВ) • CLIC (CERN) — електрон-позитронний колайдер(3 ТеВ)

5. Великий адроннийколайдер— найбільший у світі прискорювач елементарних частинок, створений у Європейському центрі ядерних досліджень (CERN), поблизу Женеви (Швейцарія). Призначення Планувалося, що запуск колайдера дозволить виявити так звані бозони Хіггса і зімітувати стан Всесвіту через мільярдну частку секунди після Великого вибуху. Учасники проекту ВАК розраховують з його допомогою отримати антиматерію. 30 березня 2010 року у Великому адронному колайдері вперше успішно здійснено зіткнення протонів, що рухалися зі швидкістю, наближеною до швидкості світла.

6. Атомний двигун Атомний двигун — двигун, що працює на атомній енергії, яка виділяється під час керованої ланцюгової реакції поділу важких атомних ядер (урану, плутонію). Атомний двигун поєднує в собі ядерний реактор і паротурбінну або газотурбінну уставу, яка використовує тепло, що відводиться з активної зони реактора. Поки що атомний двигун застосовуються на морських суднах. Проектується застосування їх на залізничному транспорті У 1959 в СРСР був збудований перший у світі криголам «Ленин» з атомним двигуном.

7. Новий американський зонд полетить до Юпітера на атомному двигуні На цей зонд, який отримав назву Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO), NASA планує встановити атомний двигун потужністю кілька кіловат, що використовує паливо уран. Це буде безпілотний корабель, який за своїми розмірами і потужності енергетичної установки залишить далеко позаду всі дослідницькі зонди, які коли-небудь відправлялися в космос. Запуск зонда JIMO відбудеться не раніше 2011 р.

8. Ядерна медицина Ядерна медицина займається використанням радіоізотопів для фунціональної діагностики та лікування різних захворювань. Вона відносно молода наука Основоположником її вважають угорського вченого Георг вон Хевесі, який в 1923 році вперше застосував радіоізотопи йоду I-131 для вимірювання функції щитовидної залози. Описаний ним принцип дослідження фізіологічних процесів за допомогою радіоізотопних маркерів ліг в основу ядерної медицини. За ці дослідження вон Хевесі отримав в 1943 році Нобелівську премію.

9. Ядерна медицина пропонує широкий спектр досліджень різних онкологічних захворювань (наприклад, планарна і томографічна сцинтиграфія скелета, сцинтиграфія «сторожових лімфовузлів», рецепторна сцинтиграфія). ПЕТ-КТ(протонно-електронний томограф) добре себе зарекомендував в діагностиці раку легенів, лімфом, раку голови і шиї, раку матки і яєчників, раку молочної залози, пухлин мозку. Цей метод успішно застосовується для діагностики старечого недоумства і для виявлення центрів, що викликають епілепсію у пацієнтів, яким показано оперативне лікування.

10. Чи можна говорити про те, що ПЕТ-дослідження шкідливі для здоров`я? Методи ядерної медицини пов`язані з променевим навантаженням. Їх безконтрольне і бездумне застосування може підвищити ризик розвитку пухлинного захворювання. Саме цей аспект обговорюється зараз у США. Лікар зобов`язаний оцінити доцільність проведення ПЕТ-КТ дослідження та поінформувати пацієнта про мету та завдання дослідження.

11. Ядерна медицина дуже добре розвинута в США і в Західній Європі (особливо в Голландії, Німеччині та Франції, в останні роки також в Італії). Сильні школи ядерної медицини є в Ізраїлі, Японії та Південній Кореї. В Україні ядерна медицина - маловідома галузь.

12. Природний атомний реактор

13. У державі Габон в 1972р. виявили урановий рудник, який 1900 млн років тому працював як природний ядерний реактор. По залишках розпаду актиноїдів був зроблений висновок, що реактор працював в режимі повільного кипіння протягом сотень тисяч років. В одній з лабораторій Франції приготували еталонний розчин природного урану. Виміряли його ізотопний склад урану-235 і його виявилося 0,7171% замість 0,7202%. Родовище в Окло поки єдиний зареєстрований в природі випадок, коли ця цифра була порушена. Ця різниця імовірно виникла в результаті «вигорання» U-235. Такий процес спостерігається в топках ядерних електростанцій.

14. Вчені вважають, що місцезнаходження рудника в тропічній зоні і близьке розташування до поверхні, де достатня кількість грунтових вод, сприятливо впливає на роботу природного ядерного реактора. Вода діяла як сповільнювач. Коли коефіцієнт розмноження нейтронів наближався до одиниці, температура підвищувалася і вода виходила із зони реакції. Реактор зупинявся, остигав і вода знову насичувала руду - знову поновлювалася ланцюгова реакція. У результаті реакцій відбувалося виділення тепла і утворювались радіоактивні відходи, частина з яких, що досить цікаво, до цих пір розташована в цих скелях.

15. Є ще цілий ряд умов, виконання яких є обов'язковим для запуску природної реакції розщеплення: -Висока загальна концентрація урану -Низька концентрація поглиначів нейтронів -Висока концентрація сповільнювача -Мінімальна або критична маса для запуску реакції розщеплення Феномену Окло були присвячені дві міжнародних наукових конференції. Всі зійшлися в загальній думці: це дійсно природний ядерний реактор, який працював у центрі Африки сам по собі, коли і предків людини на Землі не було. уран

16. Вчені підрахували енергію, що виділялася впродовж процесів згорання ізотопів. Цієї енергії вистачило б, щоб температура родовища Окло досягла 400-600 ° С. У результаті роботи реактора утворилося близько 6 тонн продуктів поділу і 2,5 тонни плутонію. Оклінскій реактор "повідав" людству про те, як можна поховати ядерні відходи так, щоб цей могильник був нешкідливий для навколишнього середовища. Існував цей унікум природи близько 600 тисяч років і виробив приблизно 13 мільйонів кВт. енергії. Його середня потужність всього 25 кВт: у 200 разів менше, ніж у першої в світі АЕС. Але енергія природного реактора не витрачалася даремно: за деякими гіпотезами саме розпад радіоактивних елементів постачав енергією розігріту Землю.

17. Існують гіпотези, що робота таких реакторів сприяла розвитку на землі живих істот, що зародження життя пов'язане з впливом радіації. Створення атомного реактора - нововведення, яким пишається людина. Виявляється його створення давно записано в патентах природи.

18. Чи варто людству використовувати ядерну енергетику?

19. Використання ядерної енергії є перспективним в даний час, адже людство потребує багато енергії. Всі зацікавлені отримати максимум енергії, витративши мінімум ресурсів. Тож недаремно темпи використання атомної електроенергії збільшуються з кожним роком. З того часу, як було відкрито радіоактивні елементи та їх властивості, технічний прогрес пішов вгору. Однак ця галузь, як показує практика, є найнебезпечнішою з усіх відомих, адже достатньо однієї помилки і людство буде стерте з лиця землі. Чорнобиль та Хіросіма з Нагасакі показали людству, ЩО в наших руках ядерна енергія… Ми не готові брати в руки таку відповідальність. Використовуючи альтернативні джерела добування енергії, ми не наражатимемося на таку небезпеку, однак остаточно знищимо природні ресурси та зіпсуємо екологію. Хоча захоронення радіоактивних відходів також є актуальною проблемою. Тож скажемо атомній енергетиці ТАК лише тоді, коли людство адекватно її використовуватиме.