РЕАКТОРЫ ЯДЕРНЫЕ

РЕАКТОРЫ ЯДЕРНЫЕ — установки, служащие для осуществления управляемой цепной реакции деления атомных ядер.

По своему назначению Р. я. можно классифицировать на экспериментальные (исследовательские), размножители (для производства вторичного ядерного топлива) и энергетические, предназначенные для преобразования ядерной энергии в тепловую и электрическую. Так, источником энергии на атомных электростанциях (АЭС) служат Р. я., в к-рых протекает управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов, гл. обр. 235U и 239Pu. Первая в мире АЭС вступила в строй в СССР в 1954 г. Доля ядерной энергетики в общем производстве электроэнергии непрерывно растет и, по нек-рым прогнозам, к 2000 году не менее 40% всей электроэнергии будет вырабатываться на АЭС. В программе энергетического строительства СССР предусматривается опережающее развитие ядерной энергетики.

Основными частями Р. я. являются: активная зона (центральная часть Р. я.), в к-рой определенным образом размещается ядерное топливо и происходит цепная реакция деления атомных ядер; система управления и регулирования, а также система биологической защиты, предохраняющая обслуживающий персонал от вредного действия ионизирующего излучения (см.). В результате цепной реакции (см. Ядерные реакции) в Р. я. выделяется большое количество тепловой энергии, образуются новые радиоактивные элементы (продукты деления), а также возникает интенсивное нейтронное излучение (см.) и гамма-излучение (см.). Для отвода тепла от активной зоны служит теплоноситель. В Р. я. на медленных нейтронах для замедления быстрых нейтронов, образующихся при цепной реакции деления атомных ядер, применяют замедлители — графит, а также органические жидкости и воду, к-рые одновременно могут служить и теплоносителем.

По типу активной зоны Р. я. классифицируют на гомогенные (делящееся вещество находится в однородной смеси с другими материалами) и гетерогенные (ядерное топливо распределено в активной зоне дискретно в виде блоков, между к-рыми находится теплоноситель или замедлитель). В гетерогенных Р. я. блоки* с ядерным топливом называют тепловыделяющими элементами. По энергии нейтронов, используемых для поддержания цепной реакции, Р. я. подразделяют на реакторы на тепловых, промежуточных и быстрых нейтронах, а по виду замедлителя или теплоносителя — на графитовые, тяжеловодные, водо-водя-ные (замедлителем и теплоносителем является вода), жидкометаллические, газовые, органические и др.

Управление цепной реакцией деления атомных ядер осуществляется с помощью устройств регулирования. В большинстве случаев это стержни из материалов, сильно поглощающих нейтроны (бор, кадмий и др.). Вводя поглощающие стержни в активную зону н извлекая их из нее, соответственно уменьшают или увеличивают нейтронные потоки, а следовательно, интенсивность цепной реакции и выработку электроэнергии.

Радиационная опасность при работе на Р. я. определяется внешним бета-, гамма- и нейтронным излучениями, исходящими из активной зоны, радиоактивными аэрозолями и газами осколочной и наведенной активности, радиоактивным загрязнением помещений, оборудования, рабочих поверхностей. Интенсивные потоки гамма-излучения и нейтронов деления из активной зоны ослабляют с помощью защитных экранов, обеспечивающих снижение мощности дозы излучения (см.) до допустимых величин. В период перегрузки активной зоны и проведения ремонтных работ на корпусе Р. я. значение с точки зрения радиационной безопасности приобретает гамма-излучение, возникающее при распаде продуктов активации теплоносителя. Внешнее облучение (см.) тела человека бета-частицами может быть обусловлено бета-активными газами, радиоактивными веществами (см.), загрязняющими оборудование, спецодежду, пол, потолок и стены помещения, а также попавшими непосредственно на кожу человека.

При нарушении герметичности коммуникаций и систем реактора источниками радиоактивных аэрозолей являются ядерное топливо, продукты его деления, продукты активации теплоносителя и элементов коррозии, к-рые могут загрязнять воздух производственных помещений.

Скапливающиеся при эксплуатации Р. я. в топливном материале продукты ядерных реакций обладают высокой радиоактивностью (см.). Часть радионуклидов, возникающих в процессе деления ядер урана и плутония, образуют стабильные окислы (циркония и редкоземельных элементов), растворимые в матрице ядерного топлива и нерастворимые (барий и олово). Легколетучие соединения цезия, йода, селена, технеция могут мигрировать к периферии топлива и при нарушении целости оболочки тепловыделяющих элементов загрязнять теплоноситель, а при потере герметичности контура теплоносителя — воздушную среду и поверхности. Загрязнение воздушной среды бывает обусловлено гл. обр. короткоживущими бета-активными газами осколочного происхождения (ксенон, криптон) с периодом полураспада от 25 мин. до 2 час.

Работа Р. я. сопровождается также образованием радиоактивных газов активационного происхождения. При активации теплоносителя и замедлителя возможно поступление в воздух рабочих помещений и окружающую среду трития, 24Na, 14C и др. Наибольшая радиоактивность воздуха обусловлена изотопами инертных газов — криптона и ксенона, несколько меньшая — изотопами йода, значительно меньшая — летучими продуктами активации (3H, 14C, 41Ar и др.). Главную радиационную опасность представляет 131I. Для снижения поступления радиоактивных аэрозолей и газов в окружающую среду ведется контроль герметичности тепловыделяющих элементов, проводится очистка вентиляционных выбросов, выдержка газов в газгольдерах (см. Радиоактивные отходы). Принятая на Р. я. рациональная система противолучевой защиты (см.) и контроля радиационной безопасности (см.) обеспечивает низкие (неопасные) уровни воздействия радиационных факторов на персонал. Индивидуальные дозы облучения, получаемые персоналом отечественных АЭС, в среднем в 5 — 10 раз ниже годовой предельно допустимой эквивалентной дозы (см. Дозы ионизирующих излучений, Предельно допустимая доза излучения).

При работе Р. я. доступ в помещения, где возможны повышенные уровни ионизирующего излучения (необслуживаемые помещения), запрещен. Технологическое оборудование, являющееся источником ионизирующего излучения и радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей и воздуха помещений, размещается в изолированных боксах с соответствующей защитой и вентиляцией, куда вход также запрещен. Дистанционное управление Р. я. с использованием средств автоматики осуществляется с пульта, к-рый вынесен за специальную защиту. В целях обеспечения радиационной безопасности внутри рабочих помещений и в пределах санитарно-защитной зоны проводится постоянный радиометрический и дозиметрический контроль (см.) воздуха. поверхностей и др.

Персонал, обслуживающий Р. я., находится на диспансерном учете, при поступлении на работу проходит предварительный медосмотр, в процессе работы ведется регулярное и тщательное мед. наблюдение за состоянием его здоровья. Для периодических медосмотров, к-рые проводятся не реже одного раза в год, привлекают терапевта, невропатолога, гинеколога, офтальмолога, по показаниям — других специалистов; проводится полный клинический анализ крови, осуществляется радиохимический анализ мочи, кала и крови, а также проводятся измерения содержания радиоактивных нуклидов в организме.

См. также Атомная промышленность.



Библиография: Атомная наука и техника в СССР, под ред. И. Д. Морохова и др., М., 1977; Гусев Н. Г. и др. Радиационные характеристики продуктов деления, М., 1974; Пархоменко Г. М. Актуальные вопросы гигиены труда на атомных электростанциях, Гиг. и сан., № 7, с. 17,1980; Петросьянц А. М. Проблемы атомной науки и техники, М., 1979; Сивинцев Ю. 3. Радиационная безопасность на ядерных реакторах, М., 1967.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: