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2014年09月09日  

2014-09-09 20:48:35|  分类: 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2014-09-09 19:41:58|  分类: 科学技术|举报|字号 订阅

本文转载自一统江山《核能知识:核电站与原子弹——》

核能知识:核电站与原子弹

核能知识:核电站与原子弹—— - 一统江山 - 一统江山的博客

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核电不但是安全的,而且它的危险性比其他许多能源都小。核电站的反应堆不会像原子弹那样爆炸,它的潜在危险是强放射性裂变产物的泄漏,造成对周围环境的污染。

原子弹是由高浓度的(大于93%)裂变物质铀-235或钚-239和复杂而精密的引爆系统所组成的。通过引爆系统把裂变物质压紧在一起,达到超临界体积,于是瞬时形成剧烈的不受控制的链式裂变反应,在极短时间内,释放出巨大的核能,产生了核爆炸。而反应堆的结构和特性与原子弹完全不同,反应堆大都采用低浓度裂变物质作燃料,而且这些燃料都分散布置在反应堆内,在任何情况下,都不会像原子弹那样将燃料压紧在一起而发生核爆炸。而且,反应堆有各种安全控制手段,以实现受控的链式裂变反应。

在设计上总是使反应堆具有自稳定特性,即当核能意外释放太快,堆芯温度上升太高时,链式裂变反应就会自行减弱乃至停止。核电站不会像原子弹爆炸,核燃料中的有效成分是铀-235,铀-235同样也是原子弹中的核炸药,那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢?不必担心,绝没有这种可能性!核燃料中铀-235的含量约为3%,而核炸药中铀-235含量高达90%以上。核燃料引不起核爆炸,正像啤酒和白酒都含有酒精,白酒因酒精含量高可以点燃,而啤酒则因酒精含量低却不能点燃一样。

辐射防护是原子能科学技术的一个重要分支,它研究的是人类免受或少受电离辐射危害的一门综合性边缘学科引。其基本任务是保护从事放射性工作的人员、公众及其后代的健康与安全,保护环境,促进原子能事业的发展;辐射防护研究的主要内容包括辐射剂量学、辐射防护标准、辐射防护技术、辐射防护评价和辐射防护管理等。

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一、介绍——电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线。电离辐射可以从原子或分子里面电离(ionize)出至少一个电子。电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称,其种类很多,高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子,不带电粒子有中子以及X射线、γ射线。电磁辐射又称电子烟雾,是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成,而该能量是由电荷移动所产生;举例说,正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷,便会产生电磁能量。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射,从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义,是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。

二、辐射特点——

1.α射线——α射线是一种带电粒子流,由于带电,它所到之处很容易引起电离。α射线有很强的电离本领,这种性质既可利用。也带来一定破坏处,对人体内组织破坏能力较大。由于其质量较大,穿透能力差,在空气中的射程只有几厘米,只要一张纸或健康的皮肤就能挡住。

2.β射线——β射线也是一种高速带电粒子,其电离本领比α射线小得多,但穿透本领比α射线大,但与X、γ射线比β射线的射程短,很容易被铝箔、有机玻璃等材料吸收。

3.X射线和γ射线——X射线和γ射线的性质大致相同,是不带电波长短的电磁波,波长短,穿透力强,射程远,有危险,必须屏蔽。

三、辐射的危害——在接触电离辐射的工作中,如防护措施不当,违反操作规程,人体受照射的剂量超过一定限度,则能发生有害作用。在电辐射作用下,机体的反应程度取决于电离辐射的种类、剂量、照射条件及机体的敏感性。电离辐射可引起放射病,它是机体的全身性反应,几乎所有器官、系统均发生病理改变,但其中以神经系统、造血器官和消化系统的改变最为明显。电离辐射对机体的损伤可分为急性放射损伤和慢性放射性损伤。短时间内接受一定剂量的照射,可引起机体的急性损伤,平时见于核事故和放射治疗病人。而较长时间内分散接受一定剂量的照射,可引起慢性放射性损伤,如皮肤损伤、造血障碍,白细胞减少、生育力受损等。另外,辐射还可以致癌和引起胎儿的死亡和畸形。

四、辐射防护标准——辐射剂量学研究辐射剂量及辐射剂量的测量。辐射防护标准是实施辐射防护的依据,目前各国都是根据ICRP(国际辐射防护委员会)的建议,结合本国情况制订相应标准[1];辐射防护评价包括对辐射设备、辐射安全、辐射对环境的污染等的评价。

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五、防护的三大原则——辐射防护三大原则包括:辐射实践正当化、辐射防护最优化、个人剂量当量限值(剂量控制)。辐射实践正当化是指在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过充分论证,权衡利弊。只有当该项所带来的社会总利益大于为其所付出的代价的时候,才认为该项实践是正当的。 此项原则要求:效益≥代价+风险。 同时,不仅引入新实践需要做正当性判断,对已经存在的实践,当其效能与后果有了新的变化时也应当审查其正当性。必须指出,个人或人群组与社会获得的净利益可能在程度上是不一致的。

辐射防护与安全最优化(As Low As Reasonably Achievable,ALARA,合理可能尽量低)在实际的辐射防护中占有重要的地位。在实施某项辐射实践的过程中,可能有几个方案可供选择,在对几个方案进行选择时,应当运用最优化程序,也就是在考虑了经济和社会等因素后,应当将一切辐射照射保持在可合理达到的尽可能低的水平。

剂量限值是“不可接受的”和“可耐受的”区域分界线。它也是辐射防护最优化的约束上限。做这个约束限制的本意在于群体中利益和代价的分布不均匀性,虽然辐射实践满足了正当化的要求,防护也做到了最优化,但还不一定能对每个个人提供足够的防护,因此,对于给顶的某项辐射实践,不论代价与利益分析结果如何,必须用此限值对个人所受照射加以限制。

六、外照射防护的三要素——照射防护的三要素是距离、时间和屏蔽,或者说辐射防护的主要方法是时间防护、距离防护和屏蔽防护,具体原理如下:

1.时间防护——时间防护的原理是:在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比,因此,在照射率不变的情况下,缩短照射时间便可减少所接受的剂量,或者人们在限定的时间内工作,就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下,确保人身安全(仅在非常情况下采用此法),从而达到防护目的。时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间(缩短人体受照射的时间)。

2.距离防护——距离防护是外部辐射防护的一种有效方法,采用距离防护的射线基本原理是首先将辐射源是作为点源的情况下,辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比,我们把这种规律称为平方反比定律,即辐射强度随距离的平方成反比变化(在源辐射强度一定的情况下,剂量率或照射量与离源的距离平方成反比)。增加射线源与人体之间的距离便可减少剂量率或照射量,或者说在一定距离以外工作,使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下,就能保证人身安全。从而达到防护目的。距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。

3.屏蔽防护——屏蔽防护的原理是:射线包括穿透物质时强度会减弱,一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度,在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物(屏蔽材料),便可降低辐射水平,使人们在工作所受到的剂量降低最高允许剂量以下,确保人身安全,达到防护目的。屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。对于X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙、钢板,或者是钡水泥(添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥)墙。

4.电离辐射标识牌——电离辐射警示标示牌 规格:250*350mm 图中三角形为黄底黑字。

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七、发生辐射突变事件后的健康安全处理——

1.公众如何应对核与辐射突变事件?一旦出现核与辐射突发事件,公众必须做得第一件事是尽可能获取可信的关于突发事件的信息,了解政府部门的决定、通知。应通过各种手段保持与地方政府的信息沟通,切记不可轻信谣言或小道消息。第二件事是迅速采取必要的保护自己的防护措施。例如可以选用就近的建筑物进行隐蔽,应关闭窗户、关闭通风设备、根据地方政府的安排实施有组织、有序的撤离。当判断有放射性散步事件发生时,切记不能迎着风跑也不能顺着风跑,应尽量往凤的侧面躲,并迅速进入建筑物内隐蔽。采取呼吸防护,包括是毛巾、布块等捂住口鼻,过滤放射性粒子。若怀疑身体表面有放射性污染,采用洗澡和更换衣服来减少反射性污染。防止食入污染的食品或水。出现核与辐射突发事件,公众要特别注意保持心态平稳,千万不要惶恐不安。

2什么情况下服用碘片?核与辐射突发时间发生后,人有可能摄入放射性碘,并集中杂甲状腺内,使这个器官受到较大剂量的照射。此时服用稳定性碘就可以减少甲状腺吸收放射性碘。如果在吸入放射性碘的同时服用稳定性碘,就能阻断90%的放射性碘在甲状腺内的沉积。在吸入放射性碘数小时内服用稳定性碘,仍可使甲状腺吸收放射性碘的量降低一半左右。对成年人推荐的服用量为100毫克碘,对孕妇和3~12岁的儿童,服用量为50毫克,3岁以下儿童服用量为25毫克。

3.服用碘片应该注意什么?对于出生一个月内的新生儿,稳定性碘服用量应保持在有效的最低水平。对有些人,例如甲状腺结节者、突眼性甲状腺肿已经治愈和曾接受过放射性碘治疗者、甲状腺慢性炎症性疾病患者、甲状腺单侧切除者、有亚临床性甲状腺功能低下者、对碘过敏者、某些皮肤病(痤疮、湿疹、牛皮癣)患者等,应慎用或者不用稳定性碘。

4.碘片能防辐射吗?它是如何防辐射的?生理学上,人体碘的主要来源是甲状腺的吸收,甲状腺靠碘来产生甲状腺激素。KI是稳定性碘,它可以使甲状腺内的碘饱和从而阻止放射性碘的摄入。切尔诺贝利的经验表明,放射性碘是切尔诺贝利事故影响的主要因素,它导致超过5000个儿童甲状腺癌病例的发生,受照人群的年龄均在0~18岁之间,因此,KI分配的首要对象是幼儿和怀孕妇女。

碘片不能保护来自与体外的放射性和被身体吸收的除碘意外的放射性物质。这就是为什么碘甲状腺阻断在多数场合将于其他防护措(如隐蔽待于室内、关闭门窗等)综合使用。

为了充分发挥稳定碘对碘甲状腺阻断效果的作用,需要在受照前或者受照后尽快服用稳定碘片。即使在事故后几小时,通过服用仍然可以阻止甲状腺对50%碘的吸收。为了防止吸入放射性碘同位素,通常一片剂量的稳定碘就足够了,它可以起到24小时持续保护作用,在含放射性碘同位素的烟云来袭时对甲状腺起到充分的保护作用。

5.吃碘盐能不能预防放射性碘的摄入?碘盐中碘的存在形式是碘酸钾,在人体胃肠道和血液中转换成碘离子被甲状腺吸收利用,我国规定碘盐的碘含量为30毫克/千克。按人均每天使用10克碘盐计算,可获得0.3毫克碘。而碘片碘的存在形式为碘化钾(KI),碘含量为每片100毫克。按照每千克碘盐含30毫克碘计算,成人需要一次摄入碘盐约3千克,才能达到预防的效果,远远超出人类能够承受的盐的摄入极限。因此,通过食用碘盐预防放射性碘的摄入是无法实现的。


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