Радиоактивные материалы

Вихретоковые методы основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте. Плотность вихревых токов в объекте зависит от геометрических и электромагнитных параметров объекта, а также от взаимного расположения измерительного преобразования и объекта. В качестве преобразователя используют индуктивные катушки. Особенность вихретокового контроля в том, что его можно проводить без контакта преобразователя с объектом. На сигналы преобразователя практически не влияет влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения загрязненность поверхности объекта непроводящими материалами. Вихретоковые методы применяют для обнаружения дефектов в электропроводящих объектах: металлах, сплавах, графите полупроводниках, на их поверхностях и на глубине проникновения электромагнитного поля. Метод нашел применение для контроля разнообразных трещин, расслоений, раковин, неметаллических включений в сварных и литых конструкциях. В [50] установлены

Радиоактивные излучения при ядерных реакциях весьма вредны для человеческого организма. Поэтому активней объем ядерного реактора ограждается толстыми (1,5—2 м) бетонными стенами 4. Воздух в помещении реактора может оказаться зараженным биологически вредными радиоактивными веществами. Для удаления этого воздуха на атомных электрических станциях устанавливают высокие вентиляционные трубы. Теплоноситель также приобретает радиоактивные свойства, поэтому для безопасности работы персонала на атомных электрических станциях должны быть применены особо надежные защитные и проти-воаварийные устройства. В этих же целях на атомных электростанциях широко применяют автоматизацию и дистанционное управление процессами. Особое внимание обращается на безопасность персонала при выполнении ремонта.

Одна из особенностей ВТМ состоит в том, что на сигналы преобразователя практически не влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами.

На рис. 82 показана одна из схем измерения износа методом поверхностной активации» На вращающейся детали 1 имеется активированная зона или установлена вставка 2, Радиоактивные излучения могут регистрироваться через корпус 3 сцинтилляцион-ным счетчиком 4. Измерение можно осуществлять при фиксированной установке детали или при ее вращении. В аппаратуру для

Радиометрический метод. Широкое распространение в практике неразрушающих испытаний при определении плотности и толщины изделий получил радиометрический метод, основанный на законах радиоактивного распада некоторых химических элементов и взаимодействия их излучений с испытываемыми материалами. Все радиоактивные излучения (гамма, бета, альфа, нейтронов, протонов и т. д.) рассматриваются как электромагнитные волны или ядерные частицы. Отметим только, что для определения плотности строительных материалов широкое распространение получили радиоактивные изотопы, приведенные в табл. 3.2.

Приборы, использующие радиоактивные излучения, различаются использованием излучения.

Радиоактивные излучения и. производство молочных продуктов

Радиоактивные излучения и производство молочных продуктов 195

Радиоактивные излучения и контроль расхода и скорости газа

Радиоактивные излучения и контроль расхода и скорости газа 279

Конструкторы неуклонно увеличивают ширину захвата сельскохозяйственных машин, но возможности здесь ограниченны. Ведь чем больше захват, тем надежнее должны быть механизмы, тем лучше должны быть спланированы поля. А кроме того, вес тракторов и агрегатов все время возрастает, а с ним растет и удельное давление на почву, ухудшающее ее структуру. К тому же, на такой сравнительно небольшой машине, как трактор, невозможно использовать в полной мере достижения автоматики и телемеханики, применить для непосредственного воздействия на растения радиоактивные излучения, магнитные и электрические поля. Устранить все эти недостатки обещает мостовой метод земледелия.

Работа с радиоактивными материалами проводится обычно в перчаточном боксе. Перчаточный бокс, обладающий стойкостью к коррозии, небольшой массой, низкой стоимостью и простотой изготовления, выполнен из огнестойкой полиэфирной смолы с наполнителем из стекловолокна. Прочность этих боксов такая же, как и прочность стальных. Для повышения огнестойкости в наполнитель добавляется трехокись сурьмы; на внешнюю и внутреннюю поверхности бокса наносится полиэфирное покрытие без волокон. Кроме того, для обеспечения дополнительной стойкости к определенным средам на внутреннюю поверхность можно нанести эпоксидное покрытие. Для безопасности окна перчаточного бокса изготовлены из слоистого стекла. Обычно стеклопластик содержит 20—30% по массе стекловолокна, минимальная прочность материала 7,0 кгс/мма, а ударная вязкость образцов с надрезом 2,08 кгс-м/см2 при комнатной температуре. В настоящее время в лабораториях, исследующих радиоактивные материалы, используются сотни таких перчаточных боксов и их предполагаемое применение в будущем связано с развитием ядерной промышленности. Однако такого типа боксы могут быть использованы и для работ с нерадиоактивными веществами.

В случае выброса радиоактивных материалов из твэлов на их пути встает второй заслон, предотвращающий поступление радиоактивного материала в окружающую среду. Этим заслоном является корпус реактора. Типовой корпус реактора с кипящей водой спроектирован таким образом, чтобы выдерживать давление около 8,5 МПа при нормальном рабочем давлении 7 МПа. В реакторе с водой под давлением эти показатели составляют соответственно 1,70 и 1,5 МПа. Из этого видно, что корпуса реакторов PWR и BWR проектируются с учетом сравнительного небольшого превышения нормального эксплуатационного давления. Они смогут удержать радиоактивные материалы, выделяющиеся из поврежденного топливного элемента, в системе охлаждения. Однако более серьезная авария может привести к разрушению и этого заслона. Тогда наступает очередь последнего барьера — самого здания реактора, называемого защитной оболочкой. Это здание имеет характерную сферическую или цилиндрическую форму, являющуюся визитной карточкой АЭС в США. Они должны выдерживать превышения давления примерно 0,3—0,5 МПа. Эти показатели определены с помощью моделирования, при этом были приняты во внимание наиболее вероятные виды химических и ядерных реакций, которые могут иметь место при определенном, наиболее опасном виде аварии, которая может произойти на работающем ядерном реакто-

Совершенно не очевидно, что многоступенчатая система защиты сможет предотвратить выброс пара или водорода при частичном .расплавлении активной зоны. При расплавлении зоны из двуокиси урана температура может быть настолько высокой, что расплавится днище корпуса реактора, будет прорвана бетонная конструкция защитной оболочки и расплавленные радиоактивные материалы попадут в грунт.

Для измерения микротвердости при повышенных температурах в одном из исследовательских центров компании «Дженерал Электрик» (США) разработана установка GEC—NSP, на которой испытания можно проводить в интервале температур от 10 до 1400° С. Установка рассчитана на дистанционное управление, что позволяет исследовать на ней радиоактивные материалы. Твердость измеряют при нагрузках до 1 кгс, для определения нагрузки используют балку постоянной жесткости с тензодатчиками. Регулирование температуры, нагрузки, времени выдержки индентора под нагрузкой, а также процесс вдавливания индентора производятся автоматически.

Большое значение имеет использование инертного азота для предотвращения водородного взрыва при аварии реактора. В случае крупной аварии, когда обычная и аварийная системы охлаждения выходят из строя, остаточного тепла после остановки реактора хватает на то, чтобы расплавить оболочку реактора. Тогда радиоактивное топливо и другие радиоактивные материалы попадают в помещение, где установлен реактор. При высокой температуре циркониевая оболочка топливных элементов взаимодействует с водой с выделением водорода. Кроме того, часть воды под действием ионизирующего излучения разлагается на водород и кислород.

щины в топливных стержнях. В турбине происходит конденсация пара. Радиоактивные материалы и другие неконденсирующиеся вещества смешиваются с воздухом, который попадает в систему в результате на-текания. Эта смесь удаляется из зоны конденсации с помощью паровоздушного струйного эжектора. Перед выпуском в атмосферу радиоактивность смеси должна быть снижена.

Радиоактивность можно уменьшить путем выдержки газа или радиоактивных веществ в течение определенного времени пока не произойдет распад. Можно извлечь радиоактивные материалы и подвергнуть их длительному хранению (или захоронению). В системах старых конструкций газ пропускали через трубопровод большой длины, чтобы

Решение обсуждаемой проблемы облегчается в случае пароводяного реактора, поскольку турбина приводится во вращение паром, образующимся в теплообменнике за счет циркулирующей через реактор воды. Радиоактивные материалы изолированы от камеры конденсации, куда может натекать воздуха. Поэтому количество отходов уменьшается, радиоактивный распад происходит в баке-накопителе при длительном хранении. Но если требуется удалить долгоживущий изотоп криптон-85, необходимо криогенное разделение.

Большую помощь в борьбе против облучения оказывает автоматизация, которая позволяет обрабатывать радиоактивные материалы, находясь на безопасном расстоянии от них, обслуживая соответственное оборудование из безвредных для здоровья оператора кабин управления.

Второй аспект — боязнь загрязнения воздуха в случае аварий. Это ограничивает разведочные работы и, в особенности, добычу. Прекращение после аварии работ в Санта-Барбара (Калифорния) и приостановление разведочных работ вблизи восточного побережья США — наиболее яркие примеры прямого вмешательства сторонников защиты природы. Одной из программ Проекта независимости, разработанного в США в 1973 г., была сдача в аренду десяти миллионов акров континентального шельфа для нефтяной разведки. Однако оппозиция сторонников защиты природы, опасающихся возможных аварий, затормозила разведку даже несмотря на то, что опрос общественного мнения показал, что 80 % жителей восточных районов одобряют ведение разведочных работ. Добыча нефти в море достаточно опасна, однако предпринимаются энергичные меры по совершенствованию добычной техники. Возможность аварий на атомных электростанциях затормозила широкое распространение ядерной энергетики и замедлила разведку новых источников топлива для нее. Указывалось и на возможность того, что при транспортировке радиоактивные материалы могут попасть в руки неквалифицированных и неопытных людей. Даже транспортировка нефти и нефтепродуктов является объектом постоянной критики. Таким образом, в нефтяной промышленности затрачиваются особенно большие средства на исследования и разработки с целью избежать загрязнения окружающей среды при авариях, причем это делалось задолго до роста общественного интереса в 60-х годах.

16. Изотопы, источники излучений и радиоактивные материалы. Каталог, Атомиздат, 1959.