רדיואקטיביות והיבטיהמצגת לוועדת ריבלין

פרופ' יגאל רונן

המחלקה להנדסה גרעינית

אוניברסיטת בן גוריון

2

3

4

קרינה רדיואקטיבית , בין אם זו קרינה אלקטרומגנטית ובין אם זו קרינת חלקיקים,

- הוצאה ליינוןמאופיינת ביכולת שלה לגרום של אלקטרונים מתוך האטומים. זהו המנגנון

שבאמצעותו הקרינה מאבדת את האנרגיה שלה , אך זהו גם המנגנון שגורם לנזק .

נקבל אלקטרון חופשי ויון חיובי

יון הינו אטום בליבלי אחד או יותר אלקטרונים ולכןהוא בעל מטען

חשמלי חיובי

קרינה מייננת ולא מייננתקרינה 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

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 :

הגדרת הרדיואקטיביות

קרינה רדיואקטיבית

8

גרף דעיכה

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 6 12 18 24 30

זמן ]שעות[

םני

עיר

הגר

פס

מ

9

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

מספר מחציות חיים

תסי

ח ית

יוב

טיק

א

גרף זמן מחצית חיים פיסיקלי

אקטיביותקצב’ = זמן ליחידת שמתפרק הגרעינים למס

ההתפרקות

באות , המסומנת אקטיביות AA קוראים dps , dpmיחידות :

Ciקירי בו שמתרחשים רדיואקטיבי חומר של כמות

לשניה . התפרקויות - מ שמקבלים ההתפרקויות מספר של 1זה גרם

Ra226.

107.3 10

dpm102.2Ci1

dps107.3Ci1

dps107.3mCi1

6

4

7

11

Bqבקרל כמות של חומר רדיואקטיבי שמתרחשת בו

התפרקות אחת לשנייה.

BqCi 107.31 10CiBq 107.21 11

MBq37mCi1

KBq37Ci1

13

ThU 90238

92234 ThU 90

23892

234

קרינת אלפא

He4

2 He

42

-Raבחלק מהמכונים נעשה שימוש ב לטיפול בסרטן במסגרת ניסוי.223

14

אוקרינת

ee אוקרינת

ee

ביטא קרינת

9F18 8O18 +

XeI3)7(54

54

)7(53 1171318

53

XeI

3)7(54

54

)7(53 1171318

53

Neutron particles have no charge and can penetrate deep into the body

להבדיל מסוגי הקרינות האחרותשלהן מקורות רבים ומגוונים

לקרינת ניטרונים יש מקורות מצומצמים, כמו ניטרונים מכור

גרעיני וממקורות ניטרונים מלאכותיים, פרט מכמות נמוכה

מקרינה קוסמית אין קרינת ניטרונים טבעית.

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

16

מייננת קרינה חדירות

18

הקשר שבין חשיפה לנזק

המודל מניח קשר ליניארי בין חשיפה לנזק , ללא סף תחתון

חשיפה

קנז מידע על נזק

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:

)H2O- מים קלים ()D2O- מים כבדים (

)C- גרפית (הקררים המקובלים כיום הם:

)H2O- מים קלים ()D2O- מים כבדים (

)He- הליום ()CO2- דו תחמוצת הפחמן (

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:. סווג לפי סוג המאט והקרר.1. סווג לפי התפקיד.2

סווג לפי סוג מאט והקרר) – בכורים Light Water Reactor – LWRכורי מים קלים (1.

אלו הקרר והמאט הם מים קלים.) – Heavy Water Reactors – HWRכורי מים כבדים (2.

בכורים אלו הקרר והמאט הם מים כבדים.) – בכורים אלו Gas Cooled Reactorsכורי מקוררים בגז (3.

המאט הוא גרפית והקרר הוא גז.

סווג כורים לפי התפקידכורי כוח ליצור חשמל – מאופיינים על ידי הספק גבוה של 1.

3000[MWt].או יותר כורי מחקר - משתמשים בקרינה הנוצרת בכור לייצור 2.

רדיו-איזוטופים או לבדיקה של השפעות קרינה על חומרים -1שונים. כורים אלו מאופיינים על ידי הפסק נמוך

30[MWt].כורי ייצור – בעיקר לייצור פלוטוניום לצרכים צבאיים. 3.

.[MWt]10-100כורים אלו מאופיינים על ידי הפסק כורי הנעה בצוללות גרעיניות ובנושאות מטוסים – כור אלו 4.

.[MWt]20-40מאופיינים על ידי הפסק כורי דוגרים לייצור דלק גרעיני לכורי כוח – הספק אופייני 5.

4500[MWt].