Я немного разбираюсь в ионизирующем излучении и не понимаю, зачем ядерным реакторам нужны эти массивные экраны. Итак, если я не ошибаюсь, альфа- и бета-излучение не так уж опасны, так как их можно экранировать относительно легкими материалами, основная проблема заключается в гамма- и нейтронном излучении.
Итак, кому из них требуется такая тяжелая защита? Кроме того, если бы реактор испускал либо только гамма-лучи, либо только нейтроны, какой из них потребовал бы менее массивного материала, чтобы уменьшить его до безвредного уровня?
Любые цифры по плотности излучения, который этот щит должен останавливать, также очень помогут здесь.
Да, тяжелая защита нужна в первую очередь от гамма-излучения. Нейтронное излучение (с энергиями, наблюдаемыми в реакторах деления) легко останавливается бором-10 (изотопно-обогащенная борная кислота в воде).
В то время как альфа- и бета-излучение легче экранировать, еще более опасно, если альфа- и бета-активные частицы (пыль) потребляются человеком, потому что они будут облучать вас в течение многих лет, и вся их энергия будет поглощаться вашим телом. Таким образом, очевидно, важно физически удерживать радиоактивный материал высокого давления внутри реактора.
Что касается защиты от гамма-излучения: обычно это делается материалами с большой атомной массой (свинец, обедненный уран и т.д.). Это можно сделать из более легких материалов сопоставимой массы (т.е. водяной экран должен быть в ~10 раз толще свинцового). В зависимости от энергии гамма-излучения вам может понадобиться от 1 до 10 см свинца, чтобы поглотить 50% гамма-излучения. Более подробная информация здесь: http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray#Shielding
Я не эксперт, и я знаю, что у нас на сайте есть люди, которые гораздо ближе к тому, чтобы быть экспертами, но есть несколько моментов, которые я могу предложить, чтобы помочь вам.
Большая часть мер предосторожности, предпринятых при проектировании реактора, предназначена для защиты на случай, если что-то пойдет не так, а не в ходе обычной эксплуатации.
Много внимания уделяется также содержанию активированного материала: первичное излучение может трансмутировать атомы вблизи ядра. Иногда образующиеся атомы сами по себе радиоактивны. В отсутствие тщательного тестирования и строго соблюдаемых процедур эти материалы могут быть вынесены за пределы зоны содержания по воздуху, людям, машинам или воде. Особенно вода, потому что первичная вода должна прокачиваться через теплообменник для передачи энергии во вторичный контур, что означает множество соединений и движущихся частей.
Высокие температуры и давление в водяной системе могут негативно сказаться на оборудовании (это имеет место во всех паросиловых установках, но их труднее очистить, если вода содержит тритий).
Если топливо выходит из самих топливных стержней (даже из одного), вам придется очистить огромное количество материала.
Обычно предполагается, что конструкция защитной оболочки обеспечивает защиту от ударов крупных транспортных средств и атак с использованием умеренного количества взрывчатых веществ.
Абаноб Эбрахим
БарыМонстр
Люк