Jaderné systémy I (JS1) & Jaderné reaktory a parogenerátory (JR)

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Jaderné systémy I (JS1) & Jaderné reaktory a parogenerátory (JR)"

Peter Matoušek
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Jaderné systémy I (JS1) & Jaderné reaktory a parogenerátory (JR) Pavel Zácha G3-126 Základní jednotky QF=1 pro β, γ QF=3-10 pro n (v závislosti na energii neutronu) QF=20 pro α

2 Pro pochopení, jaká dávka je významná je nutné znát, jakému dávkovému ekvivalentu jsme běžně vystavováni. jaderné testy 150 Atmospheric tests Underground tests NUMBER

jaderné testy 150 Atmospheric tests Underground tests NUMBER

3 0.12 dávky způsobené jadernými testy (do atmosféry) Annual effective dose (msv) Year poměrné dělení zdrojů ozáření - celosvětový průměr Medical examinations 20% Weapons fallout <0.2% Source: UNSCEAR 2000 Report Natural sources 80% Chernobyl accident <0.1% Nuclear power <0.01%

02 0 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005 Year poměrné dělení zdrojů ozáření -

4 jsou popsány ekvivalentními dávkami a) časné projeví se hned (velká dávka v řádu Sv) nemoc ze záření (fakticky pouze Černobyl) b) pozdní typické pro pracovníky se zářením chronické, dlouhodobé onemocnění (leukemie, rakovina) stochastický jev, který zvyšuje pravděpodobnost onemocnění 1. somatické projeví se u jedince 2. genetické projeví se u potomků Každá zbytečná dávka škodí Biologické účinky záření koncepce ALARA (As Low As Reasonable Achievable) = tak nízké, jak je rozumně dosažitelné - podle zdrojů reaktorového záření jej dělíme na 3 druhy: okamžité záření záření štěpných trosek indukované záření a) okamžité záření neutronové + γ pronikavé, vznikají při štěpné řetězové reakci trvá pouze za provozu reaktoru nutná ochrana personálu silnostěnná reaktorová šachta z těžkého betonu (s příměsemi těžkých kovů)

genetické projeví se u potomků Každá zbytečná dávka škodí Biologické účinky záření koncepce ALARA (As Low As Reasonable Achievable) = tak nízké, jak je rozumně dosažitelné - podle zdrojů reaktorového

5 b) záření štěpných trosek mají přebytek n emitují neutrony + γ, nebo emitují elektrony (tj. β) + γ trvá za provozu i po odstavení reaktoru za normálních podmínek jsou obsaženy pouze v palivu, přestavují cca 99% celkového inventáře radioaktivních látek v I.O. energie štěpných trosek se pohlcuje v palivu => zbytkový výkon => po odstavení reaktoru je nutné palivo chladit a stínit (γ záření) vyznačují se přebytkem neutronů n, β-rozpady, γ-záření během provozu reaktoru vzniká cca 200 různých izotopů všech možných prvků c) indukované záření zdrojem je tzv. indukovaná radioaktivita vznik v materiálech ve styku s neutrony (povlak, moderátor, chladivo, vestavby, nádoba, ) stabilní izotop + n nestabilní izotop + γ (β-) další izotop + γ trvá i po odstavení reaktoru - nutno vybírat takové konstrukční materiály, které mají nízké Σ a hlavním zdrojem jsou: - Co58, Co60 (T ½ =5,3 roku) dostává se do vody korozí, nutnost maximálně snižovat obsah kobaltu v oceli + stálé čištění vody tak, aby naindukované nečistoty byly v I.O. v co nejmenším množství - Co59 + n Co60 (β-) 60Ni + γ - H 3 BO 3 kyselina boritá, aktivace bóru na: B10 + n B11 α + α + H3 - H3 (T ½ = 12 let) neoddělitelné od vody => nutno stínit celý I.O.

energie štěpných trosek se pohlcuje v palivu => zbytkový výkon => po odstavení reaktoru je nutné palivo chladit a stínit (γ záření) vyznačují se přebytkem neutronů n, β-rozpady, γ-záření během

6 nejdůležitější zářiče z hlediska vlivu na životní prostředí - dlouhodobý poločas rozpadu Kr85 vzácný plyn, zvyšuje pravděpodobnost rakoviny, zejména kůže (β-) Sr90 váže se na kosti Cr137 váže se na celé tělo (H3) - střednědobý poločas rozpadu Ru106 - ledviny Cs134 váže se na celé tělo Ce144 - játra (Co60) - krátkodobý poločas rozpadu I131 váže se na štítnou žlázu Xe133 vzácný plyn štěpné produkty: - pevné bod varu je o hodně vyšší než teplota v reaktoru Sr, Ce, Ru (80%) - těkavé plynné při pracovní teplotě reaktoru, brzy po opuštění reaktoru kondenzují (za výpustí komína) I, Cs (10%) - plynné teplota varu je hluboko pod teplotou okolí Kr, Xe (10%) těkavé a plynné produkty snadno unikají (palivo hermeticky uzavřeno)

žlázu Xe133 vzácný plyn štěpné produkty: - pevné bod varu je o hodně vyšší než teplota v reaktoru Sr, Ce, Ru (80%) - těkavé plynné při pracovní teplotě reaktoru, brzy po opuštění

7 aktivita radionuklidů - tabulka radionuklidů pro reaktor typu PWR o výkonu 3200 MWt po 1 roce provozu (jednotky 108 Ci) Koncepce 3M a) Margin - větší rezervy větší tlaková nádoba menší zatížení AZ delší tlaková nádoba hlubší ponoření AZ větší KO lepší překonávání přechodových procesů větší PG delší doba do vysušení sekundární strany... b) Material - lepší materiál a menší namáhání prodloužení životnosti bloku (reaktorové nádoby) na 60 let c) Maitenance - lepší preventivní údržba vyšší roční využití průměrně až 85-90% oproti současným 70% snížení kolektivní ekvivalentní dávky na cca 1 mansv/rok a) + b) + c)... pravděpodobnost těžkého poškození AZ 1,5x10-6 reaktorrok-1 - snížení oproti v současnosti provozovaným blokům ( )

.. b) Material - lepší materiál a menší namáhání prodloužení životnosti bloku (reaktorové nádoby) na 60 let c) Maitenance - lepší preventivní údržba vyšší roční využití průměrně až

Podobné dokumenty

Jaderné bloky v pokročilém vývoji FBR (Fast Breeder Reactor)

Jaderné bloky v pokročilém vývoji FBR (Fast Breeder Reactor) zvláštností rychlých reaktorů s Pu palivem je jejich množivý charakter při štěpení Pu238 vzniká více neutronů než v případě U (rozštěpením U