Как человеку далекому от темы атомной энергетики, с интересом прочитал данный материал
источник
После землетрясения и цунами на Японию обрушилась третья беда – аварии на атомных станциях. И, как и в случае с землетрясениями, повторяется старый сценарий: бюрократы говорят, что все хорошо, ученые многозначительно молчат и рассказывают о теориях таким языком, что понять смысл их не представляется возможным. На фоне этого плодятся слухи, один другого нелепее.
Поэтому и возникла идея написать пост максимально упрощенный – не для работников АЭС, физиков и продвинутых юзеров, а для простых гуманитариев, экономистов и мам вместе с бабушками, которые уже начали на всякий случай рисовать на спинах любимых внуков йодную сетку.
Итак, начнем с того, что такое радиация. Мобильник излучает радиоволны – это радиация. Ваше тело излучает тепло – и это радиация. Солнечный свет – и это радиация. Чем больше ее энергия, тем более опасна она для живого организма. Опаснее других – рентгеновское и, наконец, самое жесткое излучение – гамма. Воистину, это «лучи смерти». Но само по себе оно не существует, должен быть атом, который его создаст. Атом, который нестабилен и который выделяет частицу гамма-излучения (по-научному – квант), называется радиоактивным. Если у нас их много – мы говорим об радиоактивных веществах.
Если атом выбрасывает электрон – это называется бета-излучение, а если из вещества вылетают ядра гелия, то это – альфа-излучение. Кроме этого есть нейтронное излучение, позитронное и ряд других. Обратите внимание: это излучение само по себе не существует, должны быть атомы, которые находятся в нестабильном состоянии. Такие ненормальные атомы называются радиоактивными изотопами. Они могут находиться в водяном паре, в воздухе, летать с дымом и пылью. Поэтому-то и следят за направлением ветра – куда понесет эти самые радиоактивные изотопы. Изотопы могут с пылью сесть на одежду и облучать вас снаружи, а могут попасть с водой и едой внутрь (что гораздо хуже).
Теперь о том, откуда радиация берется в природе. Она есть везде. Не будем вдаваться в космогонические гипотезы, скажем так: радиоактивные атомы есть на нашей Земле, это нормально, и существует такое понятие, как нормальный радиационный фон. Вот только он в разных местах бывает очень разный. В одних местах, например, на пляжах Юрмалы он всего 1–2 микрорентгенов в час (или 0,01 микрозиверта). В других, например, на гранитных скалах Финляндии или Сибири он будет и 15, и 25 микрорентгенов в час. Есть на Земле места, где естественный фон в 1000 раз выше «естественного фона в среднем по стране», и там тоже живут люди безо всяких проблем. Именно из земной коры добывают уран для производства атомного оружия и топлива для электростанций. Из земли выделяется опасный радиоактивный газ радон (который в небольших дозах очень полезен в ряде случаев). Так что радиация на Земле была и пребудет с нами до скончания мира. Надо учиться жить с ней.
Почему живые организмы приспособились к существующему уровню радиации? Потому что живой организм постоянно восстанавливается. Пусть мы живем там, где естественный фон 20 мкР/час. За год мы наберем 175 миллирентгенов. Значит, за 70 лет жизни – что-то около 12 рентгенов (специалисты говорят «бэр» – «биологических эквивалентов рентгена» – по сути, то же). По данным ВОЗ, безопасной может быть доза втрое больше – 35 бэр. Но если хватануть такую дозу за раз, то возникнут проблемы с кровью. Почему? Это как с донорством. Донор за свою жизнь безопасно сдает ведра крови, но если вы попробуете зараз скачать у него хотя бы 3–4 литра, он, скорее всего, помрет.
Кстати, о единицах. Для ученых каждая имеет свой смысл, нам же на практике будет достаточно помнить, что 1 Грей (1Гр) = 1 Зиверт (1Зв) = 100 Рентген (Р). Когда говорят о рентгенах в час, то имеют в виду мощность излучения («сколько вы зарабатываете в час»), а когда говорят просто о рентгенах (зивертах, греях) – то имеют в виду, сколько вы всего получили.
Отсюда вывод: важно не только, насколько сильна радиация, важно еще и сколько времени вы ей подвергались.
Теперь перейдем к атомным станциям, точнее – к атомным энергетическим реакторам. Принцип их работы очень простой. Мы знаем, что тормоза у машин в момент торможения очень греются. Тот же эффект имеем и в атомном реакторе: излучаемые частицы ядерного топлива, которые тормозятся в так называемом веществе-замедлителе, передают ему свою энергию, и оно нагревается.
Этим веществом может быть простая вода, а может быть графит. В Чернобыльском реакторе был графит, в Японии, на станции «Фукусима», тормозит излучение вода, которая от этого нагревается, кипит, и полученный пар отправляется в паровую турбину, которая и вращает вал электрогенератора. На Чернобыльской станции вода нагревалась внутри графитового блока. Достоинства и недостатки есть у разных компоновок (на самом деле, их не две, а много больше). Долгое время считалось, что «кипящие водяные реакторы» (BWR – английская аббревиатура) – вполне безопасная штука, во всяком случае, более безопасная чем графито-водяные. И вполне возможно, что в плане потенциальной катастрофы так и есть.
Что произошло в Чернобыле? Там взрыв повредил графитовую закладку вместе с топливными элементами. В атмосферу были выброшены изотопы йода, цезия, стронция, плутония и урана. Эти изотопы обладают достаточно долгим периодом распада, несколько десятков лет.
В кипящих водяных реакторах никакого графита нет. Там циркулирует только вода. Зато, в отличие от чернобыльского реактора, у них есть прочный стальной корпус. И если бы на «Фукусиме» не остановились аварийные насосы, этот «водогрейный котел» после выключения потихоньку бы остывал. Но в силу неустановленных пока причин насосы вырубились, и реактор стал разогреваться. Остатки воды перегреваются, и она распадается на водород и кислород. Смесь этих газов взрывоопасна: вода вновь хочет соединиться в единое целое и делает это с мощным взрывом.
То есть пока не расплавились топливные элементы, пока не лопнул стальной кожух, массированного заражения, очевидно, не будет. Кстати: не все данные журналисты интерпретируют правильно.
Дело в том, что вода, которая кипит в реакторе, действительно, радиоактивна. Но изотопы, которые в ней растворены, – не слишком долгоживущие. Например, азот-16 имеет период полураспада всего 7 секунд. То есть через 7 секунд останется только половина азота-16, через 14 секунд – лишь четверть, а через 21 секунду – одна восьмая. Но датчик среагирует на максимальный уровень, зафиксирует его, и пойдет страшная цифра гулять по сайтам и лентам новостей.
А может ли произойти настоящий атомный взрыв? Нет. Потому что в реакторах используется не чистый оружейный уран, а специальное топливо, в котором урана менее 5%, а в канадских реакторах применяется вообще природная урановая руда (правда, там у них вода не простая, а так называемая тяжелая). Для бомбы надо, чтобы уран был химически чистый – его получить не так просто, и мало того – в этом нет нужды. Поэтому ядерный взрыв на станции нам не грозит: нечему там взрываться.
Тем не менее, люди волнуются. В Америке спохватились, что японские реакторы сконструированы в США, и 23 единицы из них в работе. А вдруг что случится? США трясет тоже неслабо.
Главная проблема в том, что нет достоверной и полной информации о происходящем. Даже у премьер-министра Японии. И это тоже понятно: кому хочется приносить плохие новости? Лучше сразу сделать себе сеппуку...
В эпоху интернета можно самому следить за ситуацией, но помнить, что СМИ всегда любят чуть-чуть да усилить напряжение, поддать драматизма, а власти – скрыть его, чтобы не возникала паника. Тем не менее, возможность для сравнения информации сейчас есть. Ведь это первая катастрофа такого рода в эпоху интернета, и каждый может извлечь для себя важный урок: насколько в подобных случаях ему, а также СМИ и правительствам, можно доверять.
источник
После землетрясения и цунами на Японию обрушилась третья беда – аварии на атомных станциях. И, как и в случае с землетрясениями, повторяется старый сценарий: бюрократы говорят, что все хорошо, ученые многозначительно молчат и рассказывают о теориях таким языком, что понять смысл их не представляется возможным. На фоне этого плодятся слухи, один другого нелепее.
Поэтому и возникла идея написать пост максимально упрощенный – не для работников АЭС, физиков и продвинутых юзеров, а для простых гуманитариев, экономистов и мам вместе с бабушками, которые уже начали на всякий случай рисовать на спинах любимых внуков йодную сетку.
Итак, начнем с того, что такое радиация. Мобильник излучает радиоволны – это радиация. Ваше тело излучает тепло – и это радиация. Солнечный свет – и это радиация. Чем больше ее энергия, тем более опасна она для живого организма. Опаснее других – рентгеновское и, наконец, самое жесткое излучение – гамма. Воистину, это «лучи смерти». Но само по себе оно не существует, должен быть атом, который его создаст. Атом, который нестабилен и который выделяет частицу гамма-излучения (по-научному – квант), называется радиоактивным. Если у нас их много – мы говорим об радиоактивных веществах.
Если атом выбрасывает электрон – это называется бета-излучение, а если из вещества вылетают ядра гелия, то это – альфа-излучение. Кроме этого есть нейтронное излучение, позитронное и ряд других. Обратите внимание: это излучение само по себе не существует, должны быть атомы, которые находятся в нестабильном состоянии. Такие ненормальные атомы называются радиоактивными изотопами. Они могут находиться в водяном паре, в воздухе, летать с дымом и пылью. Поэтому-то и следят за направлением ветра – куда понесет эти самые радиоактивные изотопы. Изотопы могут с пылью сесть на одежду и облучать вас снаружи, а могут попасть с водой и едой внутрь (что гораздо хуже).
Теперь о том, откуда радиация берется в природе. Она есть везде. Не будем вдаваться в космогонические гипотезы, скажем так: радиоактивные атомы есть на нашей Земле, это нормально, и существует такое понятие, как нормальный радиационный фон. Вот только он в разных местах бывает очень разный. В одних местах, например, на пляжах Юрмалы он всего 1–2 микрорентгенов в час (или 0,01 микрозиверта). В других, например, на гранитных скалах Финляндии или Сибири он будет и 15, и 25 микрорентгенов в час. Есть на Земле места, где естественный фон в 1000 раз выше «естественного фона в среднем по стране», и там тоже живут люди безо всяких проблем. Именно из земной коры добывают уран для производства атомного оружия и топлива для электростанций. Из земли выделяется опасный радиоактивный газ радон (который в небольших дозах очень полезен в ряде случаев). Так что радиация на Земле была и пребудет с нами до скончания мира. Надо учиться жить с ней.
Почему живые организмы приспособились к существующему уровню радиации? Потому что живой организм постоянно восстанавливается. Пусть мы живем там, где естественный фон 20 мкР/час. За год мы наберем 175 миллирентгенов. Значит, за 70 лет жизни – что-то около 12 рентгенов (специалисты говорят «бэр» – «биологических эквивалентов рентгена» – по сути, то же). По данным ВОЗ, безопасной может быть доза втрое больше – 35 бэр. Но если хватануть такую дозу за раз, то возникнут проблемы с кровью. Почему? Это как с донорством. Донор за свою жизнь безопасно сдает ведра крови, но если вы попробуете зараз скачать у него хотя бы 3–4 литра, он, скорее всего, помрет.
Кстати, о единицах. Для ученых каждая имеет свой смысл, нам же на практике будет достаточно помнить, что 1 Грей (1Гр) = 1 Зиверт (1Зв) = 100 Рентген (Р). Когда говорят о рентгенах в час, то имеют в виду мощность излучения («сколько вы зарабатываете в час»), а когда говорят просто о рентгенах (зивертах, греях) – то имеют в виду, сколько вы всего получили.
Отсюда вывод: важно не только, насколько сильна радиация, важно еще и сколько времени вы ей подвергались.
Теперь перейдем к атомным станциям, точнее – к атомным энергетическим реакторам. Принцип их работы очень простой. Мы знаем, что тормоза у машин в момент торможения очень греются. Тот же эффект имеем и в атомном реакторе: излучаемые частицы ядерного топлива, которые тормозятся в так называемом веществе-замедлителе, передают ему свою энергию, и оно нагревается.
Этим веществом может быть простая вода, а может быть графит. В Чернобыльском реакторе был графит, в Японии, на станции «Фукусима», тормозит излучение вода, которая от этого нагревается, кипит, и полученный пар отправляется в паровую турбину, которая и вращает вал электрогенератора. На Чернобыльской станции вода нагревалась внутри графитового блока. Достоинства и недостатки есть у разных компоновок (на самом деле, их не две, а много больше). Долгое время считалось, что «кипящие водяные реакторы» (BWR – английская аббревиатура) – вполне безопасная штука, во всяком случае, более безопасная чем графито-водяные. И вполне возможно, что в плане потенциальной катастрофы так и есть.
Что произошло в Чернобыле? Там взрыв повредил графитовую закладку вместе с топливными элементами. В атмосферу были выброшены изотопы йода, цезия, стронция, плутония и урана. Эти изотопы обладают достаточно долгим периодом распада, несколько десятков лет.
В кипящих водяных реакторах никакого графита нет. Там циркулирует только вода. Зато, в отличие от чернобыльского реактора, у них есть прочный стальной корпус. И если бы на «Фукусиме» не остановились аварийные насосы, этот «водогрейный котел» после выключения потихоньку бы остывал. Но в силу неустановленных пока причин насосы вырубились, и реактор стал разогреваться. Остатки воды перегреваются, и она распадается на водород и кислород. Смесь этих газов взрывоопасна: вода вновь хочет соединиться в единое целое и делает это с мощным взрывом.
То есть пока не расплавились топливные элементы, пока не лопнул стальной кожух, массированного заражения, очевидно, не будет. Кстати: не все данные журналисты интерпретируют правильно.
Дело в том, что вода, которая кипит в реакторе, действительно, радиоактивна. Но изотопы, которые в ней растворены, – не слишком долгоживущие. Например, азот-16 имеет период полураспада всего 7 секунд. То есть через 7 секунд останется только половина азота-16, через 14 секунд – лишь четверть, а через 21 секунду – одна восьмая. Но датчик среагирует на максимальный уровень, зафиксирует его, и пойдет страшная цифра гулять по сайтам и лентам новостей.
А может ли произойти настоящий атомный взрыв? Нет. Потому что в реакторах используется не чистый оружейный уран, а специальное топливо, в котором урана менее 5%, а в канадских реакторах применяется вообще природная урановая руда (правда, там у них вода не простая, а так называемая тяжелая). Для бомбы надо, чтобы уран был химически чистый – его получить не так просто, и мало того – в этом нет нужды. Поэтому ядерный взрыв на станции нам не грозит: нечему там взрываться.
Тем не менее, люди волнуются. В Америке спохватились, что японские реакторы сконструированы в США, и 23 единицы из них в работе. А вдруг что случится? США трясет тоже неслабо.
Главная проблема в том, что нет достоверной и полной информации о происходящем. Даже у премьер-министра Японии. И это тоже понятно: кому хочется приносить плохие новости? Лучше сразу сделать себе сеппуку...
В эпоху интернета можно самому следить за ситуацией, но помнить, что СМИ всегда любят чуть-чуть да усилить напряжение, поддать драматизма, а власти – скрыть его, чтобы не возникала паника. Тем не менее, возможность для сравнения информации сейчас есть. Ведь это первая катастрофа такого рода в эпоху интернета, и каждый может извлечь для себя важный урок: насколько в подобных случаях ему, а также СМИ и правительствам, можно доверять.
Я понимаю, что радиация - это буквально излучение, но не надо путать излучение электромагнитных волн (тепло, видимый свет, радиоволны, ...) и излучение частиц (альфа-, бета-, ...). И на сколько мне известно, оно само по себе существует. Возможно, вы хотели сказать, что оно само по себе не возникает.
ВідповістиВидалитиНе берусь сказать насчет конструкции электростанций, но прочность стали, не играет роли, так как при ядерных реакциях температура выше точки плавления стали. Хотя взрыва, конечно, не будет. :)