רדיואקטיביות והיבטיה מצגת לוועדת ריבלין

1. רדיואקטיביות והיבטיהמצגת לוועדת ריבלין פרופ' יגאל רונן המחלקה להנדסה גרעינית אוניברסיטת בן גוריון

2. מבנה האטום

3. הטבלה המחזורית

5. נקבל אלקטרון חופשי ויון חיובי יון הינו אטום בלי בלי אחד או יותר אלקטרונים ולכן הוא בעל מטען חשמלי חיובי קרינה רדיואקטיבית , בין אם זו קרינה אלקטרומגנטית ובין אם זו קרינת חלקיקים, מאופיינת ביכולת שלה לגרום ליינון - הוצאה של אלקטרונים מתוך האטומים. זהו המנגנון שבאמצעותו הקרינה מאבדת את האנרגיה שלה , אך זהו גם המנגנון שגורם לנזק .

6. קרינה מייננת ולא מייננת • קרינה מייננת כאשר היא עוברת דרך תווך מוסרת אנרגיה לאלקטרונים ומשחררת אלקטרון מתוך האטום. • קרינה לא מייננת לא מסוגלת לשחרר אלקטרונים מהאטום ועיקר התגובה תהיה חימום.

7. הגדרת הרדיואקטיביות • רדיואקטיביות מוגדרת כשינוי ספונטני בגרעין של אטום לא יציב שכתוצאה ממנו מתקבל גרעין או יסוד חדש . • הגרעין החדש יהיה תמיד במצב יציב יותר . • השינוי מלווה בפליטה של חלקיקים ו/או קרינה אלקטרומגנטית ואנרגיה . • החלקיקים והקרינה האלקטרומגנטית הנפלטים בתהליך נקראים : קרינה רדיואקטיבית

8. גרף דעיכה

9. גרף זמן מחצית חיים פיסיקלי

10. אקטיביות למס’ הגרעינים שמתפרק ליחידת זמן = קצב ההתפרקות קוראים אקטיביות , המסומנת באות A יחידות : dps , dpm קירי Ci כמות של חומר רדיואקטיבי שמתרחשים בו התפרקויות לשניה . זה מספר ההתפרקויות שמקבלים מ- 1 גרם של Ra226 .

11. בקרל Bq כמות של חומר רדיואקטיבי שמתרחשת בו התפרקות אחת לשנייה.

12. הספקטרום האלקטרומגנטי

13. קרינת אלפא בחלק מהמכונים נעשה שימוש ב Ra-223 לטיפול בסרטן במסגרת ניסוי.

14. קרינת ביטא b+ 9F188O18 + g

15. Neutron particles have no charge and can penetrate deep into the body להבדיל מסוגי הקרינות האחרות שלהן מקורות רבים ומגוונים לקרינת ניטרונים יש מקורות מצומצמים, כמו ניטרונים מכור גרעיני וממקורות ניטרונים מלאכותיים, פרט מכמות נמוכה מקרינה קוסמית אין קרינת ניטרונים טבעית.

16. Gamma radiation • Electromagnetic radiation (Photons) • Medium energy • Very high penetrability and distance • Common Gamma sources: Cobalt60, Cesium132 in medical equipment, Nuclear fission • Risk to human whole body from the outside- external radiation as risky as internal contamination

17. חדירות קרינה מייננת Aluminum Lead Concrete α Alpha β Beta γ Gamma, x-Rays Neutrons

18. הקשר שבין חשיפה לנזק המודל מניח קשר ליניארי בין חשיפה לנזק , ללא סף תחתון מידע על נזק נזק חשיפה

19. הכור הגרעיני

20. ההסתברות שיתבצע ביקוע גרעיני גדלה ככל שאנרגית הניטרון הגורמת לביקוע קטנה. ניטרון שנולד בביקוע הינו בעל אנרגיה גבוהה, ועל מנת להגדיל את הסתברותו לבצע ביקוע יש צורך בהאטתו. כתוצאה מכך יש בכור הגרעיני מאט שתפקידו להאט את הניטרונים. דרישה נוספת מהמאט שמספר בליעות הניטרונים בו יהיה קטן. בנוסף למאט יש צורך בהוצאת האנרגיה התרמית מהכור וזאת אנו מסיגים באמצעות הקרר. כיום בשימוש בכורים גרעינים ישנם שלושה סוגים של מאט וארבעה סוגים של קרר. המאטים המקובלים כיום הם: - מים קלים (H2O) - מים כבדים (D2O) - גרפית (C) הקררים המקובלים כיום הם: - מים קלים (H2O) - מים כבדים (D2O) - הליום (He) - דו תחמוצת הפחמן (CO2) בדרך כלל אם המאט הוא נוזלי, הקרר והמאט הם מאותו סוג חומר. במידה והמאט הוא מוצק (גרפית) הקרר הוא גז (הליום או דו תחמוצת הפחמן).

21. ניתן לסווג כורים לפי שני קריטריונים: • 1. סווג לפי סוג המאט והקרר. • 2. סווג לפי התפקיד. • סווג לפי סוג מאט והקרר • כורי מים קלים (Light Water Reactor – LWR) – בכורים אלו הקרר והמאט הם מים קלים. • כורי מים כבדים (Heavy Water Reactors – HWR) – בכורים אלו הקרר והמאט הם מים כבדים. • כורי מקוררים בגז (Gas Cooled Reactors) – בכורים אלו המאט הוא גרפית והקרר הוא גז. • סווג כורים לפי התפקיד • כורי כוח ליצור חשמל – מאופיינים על ידי הספק גבוה של 3000[MWt] או יותר. • כורי מחקר - משתמשים בקרינה הנוצרת בכור לייצור רדיו-איזוטופים או לבדיקה של השפעות קרינה על חומרים שונים. כורים אלו מאופיינים על ידי הפסק נמוך 1-30[MWt]. • כורי ייצור – בעיקר לייצור פלוטוניום לצרכים צבאיים. כורים אלו מאופיינים על ידי הפסק 10-100[MWt]. • כורי הנעה בצוללות גרעיניות ובנושאות מטוסים – כור אלו מאופיינים על ידי הפסק 20-40[MWt]. • כורי דוגרים לייצור דלק גרעיני לכורי כוח – הספק אופייני 4500[MWt].