Πυρηνική Τεχνολογία ΕιΠυρηνική Τεχνολογία Εισαγωγή...

of 236/236
ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Μ ΑΝΤΩΝΟΠΟΥΛΟΣ ΝΤΟΜΗΣ 
  • date post

    10-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    30
  • download

    6

Embed Size (px)

description

Πυρηνική Τεχνολογία Εισαγωγή στις Εφαρμογές

Transcript of Πυρηνική Τεχνολογία ΕιΠυρηνική Τεχνολογία Εισαγωγή...

  • 1

    1.1

    T

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    .

    , ,

    .

    .

    , 105

    ( 1.1).

    ,

    ( 6390 km),

    1

  • 130 m :

    .

    1.1 :

    . .

    .

    ,

    .

    ,

    ,

    .

    , ,

    , . ()

    , ,

    ,

    ,

    .

    2

  • ,

    ,

    .

    ,

    .

    , ,

    ,

    , ,

    .

    .

    1.1.2:

    .

    , .

    3

  • .

    , ,

    ,

    .

    , .. ,

    .

    .

    ,

    .

    ,

    , .

    1.1.2

    .

    .

    , .. ;

    ( 10,2 eV),

    . ,

    .

    ,

    . ,

    .

    ,

    , , 2=12,1 eV.

    :

    () , 1 = 10,2 eV,

    2 1 =1,9 eV, ,

    .

    10,2 eV,

    .

    4

  • ()

    12,1 eV ,

    .

    .

    . ()

    , ,

    ,

    ( ).

    ,

    ,

    .

    , (

    )

    , .

    , (

    )

    ,

    , .

    1,

    ,

    ,

    1 100 keV. Roentgen

    , 20 , ,

    , .

    .

    , .. .

    , .

    .

    1 O .

    5

  • ,

    ,

    ,

    ,

    .

    .

    , .

    - ,

    , ,

    .

    ,

    .

    .

    ,

    .

    , ,

    , .

    6

  • , ,

    . ..

    .

    ,

    ,

    . 2.

    ,

    . .. 2.1

    13,6 eV.

    , .

    .

    2.1.

    1.1.3. .

    2 ": , , . , , ().

    7

  • ,

    . 1836

    .

    ,

    ( ) .

    , ,

    .

    10 min.

    2200 m/s,

    4,5 m.

    2 ms. ,

    10-14 s.

    .

    1.1:

    ( )

    8

  • ( ) ( ) 3831133/11327 /10/10102,11067,1 cmcmkgAA == .

    , ,

    ,

    , .

    .

    , 10

    37 106106~ N34 m/s2.

    ,

    .

    -

    . ,

    .

    .

    , 10-12 cm. ,

    ,

    . ,

    .

    .

    . ,

    , .

    , ,

    .

    9

  • 1.1.4. : 11 (

    ) 12 ( ,

    )

    ( )

    .

    = .

    S , ..

    UU,U, 2389223592

    23392

    .. 238U235,U233,U

    ASSA AS

    10

  • ,

    .

    ,

    (, ) , , (, ).

    .

    .

    , ,

    . ,

    1/12 C-12

    = mc2 .

    u (unit) amu (atomic mass

    unit).

    . ,

    , ,

    .

    1.2 ,

    .

    11

  • 1961, ,

    1/16

    .

    ( ).

    1.2:

    ( )

    %

    (u)

    (u)

    -1 99,985 1,007825 1

    -2 0,015 2,0141021,007997

    C-12 98,892 12,000000 6

    C-13 1,108 13,00335412,011151

    -14 99,635 14,003074 7

    -15 0,365 15,00010814,0067

    -16 99,759 15,994915

    -17 0,037 16,999133 15,9994 8

    -18 0,204 17,999160

    U-233 233,03950

    U-235 0,715 235,04393 238,03 92

    U-238 99,28 238,05076

    : 1,007277 u

    : 1,008665 u

    : 0,000548597 u

    Avogadro

    .

    ( ).

    12

  • . (gr/cm3) MB

    , cm3

    (2.1.1)

    ,

    .

    13

  • 1. ;

    2. T ;

    3. ;

    4. ;

    5. ;

    6. ;

    7. ;

    8. ;

    9. ;

    10. vogadro;

    11. cm3;

    14

  • 1.

    1.2, .

    2. U-235 18,7 g/cm3. U-

    235 cm3.

    15

  • 1.2

    -

    ,

    :

    , .

    . , ,

    , , ,

    .

    , .. -14

    1.2.1.

    16

  • 1.2.1: -14

    (

    1.2.1) MeV,

    ( 1.1.2) eV.

    .

    - :

    , ,

    , .

    .

    .

    .

    , ,

    , . O

    (radioactivity) 1898, Marie Curie,

    , Curie

    . Curie (radio-)

    17

  • radium , ( -activity =

    ) .

    .

    ,

    , :

    - :

    , (2e4).

    2, (

    )

    4.

    1.2.2. 92U235

    90Th231. 235-4=231

    92-2=90.

    - -:

    ,

    . 1,

    (

    ) . -

    .

    18

  • 1.2.3. 27Co60 ( ),

    - 28Ni60 ( ).

    - . :

    27 28.

    - :

    . spin

    .

    - +:

    +e, e .

    ,

    .

    1, (

    ) .

    - .

    -

    spin .

    19

  • 1.2.4. 11Na22( )

    + 10Ne22 ( ). O

    11-1=10.

    - :

    ,

    (0,1 10 MeV ).

    .

    , ,

    ,

    .

    .

    1.2.5. 28Ni60, - 27Co60,

    .

    20

  • , ,

    .

    , .. . Kr8736

    -1

    . -1, < 1,6 . (, )

    .

    ,

    .

    .

    .

    t t + dt

    .

    , ,

    dN/dt (t)

    t

    )()( tN

    dttdN = (1.2.1)

    ,

    , ()-

    1. (1.2.1) :

    , dN

    . (1.2.1)

    .

    (1.2.1) :

    (1.2.2)

    21

  • o t = 0 N(t)

    t. ,

    0)( NtN t :

    (1.2.3) te = t

    t,

    t t + dt dtNdN = . . p(t) dt t

    t t + dt :

    (1.2.4) dtedttp t =)(

    ,

    ,

    . ,

    (1.2.5) 0

    )( dttpt

    (1.2.4) (1.2.5) ,

    (1.2.6)

    t1/2 t1/2

    .

    (1.2.2) ,

    22

  • (1.2.10)

    t1/2. (

    t1/2) (,),

    , ..

    .

    , .. . i

    , i

    . , i

    . , ,

    ,

    ,

    (1.2.11)

    E

    .

    (t)

    ,

    = - dN/dt (1.2.1) (1.2.2) ,

    teANdtdNtA === 0)( (1.2.15)

    (1.2.11).

    1.2.6).

    )0(0 AA

    23

  • 1.2.6: t,

    t1/2.

    ,

    .

    SI Becquerel

    ( Bq)

    q

    kBq = 103 Bq, MBq = 106 Bq TBq = 1012 Bq.

    , ,

    Curie ( Ci).

    24

  • Ci

    : 1mCi = 10-3 Ci 1Ci= 10-6 Ci.

    Ci Bq ,

    , , .

    (1.2.15)

    .

    1 Ci.

    ( )

    1 Ci. ,

    t1/2 ( ), U-238 1 Ci.

    .

    ,

    .

    (1.2.16) 32121 X

    25

  • 1 1 2, 2 2

    3. N1(t), N2(t), N3(t) 1, 2, 3

    ,

    1X

    111

    Ndt

    dN = (1.2.17)

    22112 NN

    dtdN =

    (1.2.18)

    223 N

    dtdN =

    (1.2.19)

    . . (

    ) (t = 0) 1,

    0)0()0(,)0( 3201 === NNNN (1.2.20)

    ,

    (1.2.21) teNtN 101 )(=

    ( )teeNtN t 2112

    102 )(

    = (1.2.22)

    +=

    tt eeNtN 1212

    2

    12

    103 1)(

    (1.2.23)

    26

  • 1.2.7: (1.2.21), (1.2.22) (1.2.23)

    1= 0,693 h-1 (t1/2=1 h), 2= 0,1386 h-1 (t1/2=5 h)

    .

    1.2.7. 1 1 .

    2 .

    1 , 22 2

    11 2

    , 2 . (t = ) 3 (3() = 0).

    1 2, 1< < 2. 1

    01

    01 )( NtN (1.2.24)

    ( teltN 202

    12 )(

    ) (1.2.25)

    2 (1.2.8).

    27

  • 1.2.8: (1.2.25).

    1< > 1/2

    12

    12 NN

    (1.2.26)

    2 .

    2 .

    2, .

    1122 NN = (1.2.27)

    LL +12121

    nn XXXXn

    28

  • 111 N

    dtdN =

    22112 NN

    dtdN =

    (1.2.28)

    nnnnn NN

    dtdN = 11

    1

    (1

  • 1.

    2.

    3.

    4.

    5. .

    6.

    7.

    30

  • 1. No = 109 Cu-66 , 1/2 = 5.1 min. ()

    ()

    1Bq.

    2. 1 = 1014 Cs-132 (t1/2=6,47 d), 2 = 1010 Fe-59 (t1/2 = 45 d ),

    . () ()

    170 ()

    1 Bq.

    3. Au-197 , , . Au-

    198 (t1/2 =64,8 h). Au -197

    12 . ,

    3,33 1010 Bq.

    () R ( )

    Au-198 ; () ,

    31

  • 1.3

    .

    , .

    .

    :

    . m

    (1.3.1) 2cm=

    ( 1.3.1), c .

    32

  • 1.3.1

    , .

    . .

    .

    . (, )

    , = .

    ,

    .

    , mH, mn, mA ,

    (, ) , ,

    ( ) AnH mmZAmZm += (1.3.2)

    33

  • =m c2 (, )

    /. /

    (1.3.2) .

    1.3.2: / ,

    .

    -1 .

    / 8

    MeV/. 8,7 MeV/

    =56. /

    7,5 MeV/

    .

    .

    / . /

    / .

    : m/A

    m/A .

    34

  • , .. U-238

    :

    1 =238

    2 238

    , =119.

    m m

    . , , U-238

    m 1 2 ,

    .

    0,84 MeV /

    = 238 0,84 200 MeV. ,

    , .

    .

    ,

    238

    . /

    / 2

    , 1.

    , ,

    ()

    . ,

    .. .

    , /2

    ( 1.3.3).

    35

  • 1.3.3. V

    -

    r

    ro ,

    , 1

    , , 2

    . ro

    .

    ,

    ,

    6-9 MeV.

    2 ,

    . ,

    . ,

    ,

    . ,

    , .

    ,

    ,

    . ,

    36

  • .

    (

    ),

    .

    ,

    .

    1.

    ,

    ,

    .

    Th-233 5 6 MeV,

    (.. Pb 20 MeV).

    . .

    ,

    4 MeV

    .

    ,

    1 , , .

    37

  • .

    , +1,

    . , , .

    (U-233, U-235, Pu-239, Pu-241)

    , ,

    .

    . , U-235

    ,

    . , Th-232

    U-238, ,

    1,5 MeV.

    .

    .

    38

  • 1. ;

    2. ;

    3. ;

    4. , , ;

    5. ;

    39

  • 1. Eb

    C-13.( : m13=13,00335 u C-13, m12 = 12,00000 u

    C-12 mn = 1,00866 )

    40

  • 1.4

    bohr

    (, -)

    , .

    (, -) /

    , .

    YyxX ++ (2.4.1)

    x y, Y

    , ..

    UUn ++ 236922359210

    ,

    , .

    .

    ,

    2cmE =

    41

  • YyxX ),(

    , y .

    , .

    UnU 236235 ),(

    , , -

    , (n, ) . (, n),

    (n, n), (n, 2n), (, n) .. , ..

    (2.4.3) CnBe 126104294 ++

    CnBe 129 ),(

    (, n) .

    Q

    ,

    . , Q

    (2.4.1). Q

    -

    -,

    [ ] 2YyXx )()( cmmmmQ ++= (2.4.4)

    mx, mX, my, mY -

    c . Q > 0 ,

    42

  • , Q < 0 ,

    .

    hr

    .

    , .

    Bohr (1936)

    .

    :

    1 : (.. n, , )

    , , .

    , 9e (, n) 12C,

    13C*.

    (2.4.5) *1369442 CBe +

    * .

    2 :

    . ,

    43

  • (2.4.6) nCC 10126136 * +

    . ,

    ,

    .

    , .

    , ...

    .

    (

    )

    ,

    .

    42

    . 10-12 cm. ,

    1 MeV ( 109 cm/s)

    10-21 s.

    .

    10-14 s,

    . ( )

    44

  • ,

    .

    ,

    , ..

    (2.4.7)

    .

    () (n, ):

    ( ).

    2 1020 Hz. , ,

    .

    () :

    -.

    () : (

    )

    (, -), .

    .

    .

    ,

    ,

    45

  • , = h v

    .

    () (n, n): (

    )

    . 10-

    12 s ,

    . , ,

    ( ) ,

    .

    ,

    , ( 10-22 sec)

    .

    () (n, 2n):

    .

    ( ). .

    () :

    .

    ,

    - .

    1.5.

    46

  • 1. ;

    2. , ,

    ;

    3. Bohr.

    4. ;

    47

  • 1. : ++ XnN 10147 p11

    48

  • 1.5

    1.5.1.

    ,

    .

    , , ,

    , . :

    49

  • :

    , .

    85 104 , 130 150

    , 1.5.2,

    .

    U-233 Pu-239. ,

    ,

    .

    ,

    . -

    .

    :

    .

    ,

    ,

    1.5.1.

    1.5.1.

    (

    10-14 s) .

    () () dE

    +dE

    . 0,75 MeV

    2 MeV .

    50

  • ,

    ,

    .

    .

    ( 0,65% U-235)

    , ,

    .

    - ,

    .

    .

    (55 s Br-87).

    ,

    .

    ( 45)

    -.

    , .

    .

    ( ) ,

    . .

    i i. i, ( i )

    i i , = = .

    ii

    U-235, U-233 Pu-239 1.5.2.

    : ( )

    ( ).

    .

    51

  • : -

    .

    , ,

    . ,

    - .

    ,

    .

    ... (~168 MeV)

    (10-3 cm) .

    ,

    , ,

    . 81%

    ,

    , .

    2,5

    , 5 MeV 2 107

    m/s 70 106 km/h. ,

    , .

    ,

    .

    0,025 MeV ~2200 m/s 8000 km/h.

    . ,

    , 10 cm 100 cm .

    10-100 cm .

    52

  • 7 MeV .

    .

    : ( ,

    Comton (

    )3,0 MeVE 1 eV

    .

    1.7.2: U-235.

  • 68

    (.. )

    ( ) - ( ).

    (n, )

    ,

    *236235 UUn +U *236 UU + 236236 *

    .

    .

    )()(

    )(E

    f

    (1.7.2)

    U-235 U-238

    1/143,

    U-238 U-235.

    U-235 f . =

    0,025 eV f = 582 barns.

    U-238 = 2,73 barns.

    U-235 U-238 ,

    49,173,2143

    5821

    238,

    235, ==

    f

    U-235

    U-238.

    : U-238,

    U-

    235.

    ,

    .

    .

  • 69

    ,

    ,

    .

    1.8,

    .

    ,

    ,

    U-238

    .

    () (n, n)

    ( ~2 MeV)

    .

    ( 0,025 eV), .

    , ,

    .

    .

    :

    .

    , - .

    .

    . H11 D21

    (H2O, D2O, C-12 ..)

    , (.. U-238)

    . -

    .

  • 70

    . ,

    ,

    - .

    .

  • 71

    1.

    2.

  • 1.8

    ,

    ( 1.8.1). , ,

    .

    1.8.1:

    < ,

    , V.

    72

  • .

    [ ]2

    222

    )1(sincos

    ++=

    (1.8.7)

    .

    .

    =0,

    , (1.8.7) =,

    . - .

    min = ,

    . = (1.8.7), min

    .

    E

    E =

    +=

    2min

    11

    (1.8.8)

    22 )1()1( += 1.

    ,

    EE2

    1+= (1.8.9)

    = ,

    2

    1

    == (1.8.10)

    1 ,

    90. , min , (1.8.7) =90 min=0. (1.8.8) =1, (1.8.8) .

    73

  • . ,

    EEE lnln

    ln = (1.8.11)

    .

    ,

    11ln

    2)1(1

    2

    +=

    AA

    AA

    (1.8.12)

    ,

    32

    2

    +

    A (1.8.13)

    =2 (1.8.13) 3%.

    ( 2 MeV) 1 eV.

    :

    () :

    .

    , ,

    , ( 2 MeV 1 eV)

    5,141

    102ln

    6

    =

    = (1.8.14)

    , ,

    1.8.1.

    74

  • , s.

    s,

    s (1.8.15)

    () :

    , .

    . ,

    ,

    s (1.8.16)

    1.8.1 , ,

    D2O. D2O (

    , )

    ,

    CANDU .

    ,

    . D2O .

    , ,

    D2O , D2O.

    ( CO2)

    ( H2O). ,

    .

    .

    .

    75

  • 1.8.1:

    s

    -

    gr/cm3

    2 MeV

    1 eV

    cm-1

    s /

    1 1 14 - -

    D 2 0,725 20 - -

    H2O - 0,920 1,00 16 1,350 71

    D2O - 0,509 1,10 29 0,176 5670

    Be 9 0,209 1,85 69 0,158 143

    C 12 0,158 1,60 91 0,060 192

    U-238 238 0,008 19,10 1730 0,003 0,0092

    . 1.8 :

    1.

    , . -1

    ,

    -1.

    E min =

    2.

    . /s

    3. , ,

    .

    ,

    U-238.

    U-238,

    U-238 .

    .

    ,

    .

    76

  • .

    ,

    U-238. ,

    , .

    U-235, U-238,

    . 1.7.

    77

  • 1. ;

    2. ;

    3. ;

    4. ;

    78

  • 1.9

    Doppler

    , ,

    ,

    . ,

    . ,

    .

    :

    1/, .

    :

    , .

    , ,

    ( Doppler).

    .

    Doppler

    .

    .

    79

  • U-238.

    , .

    , 1.7 .

    , ,

    U-238.

    U-238

    .

    .

    /1~

    (),

    . U-238

    (Pu-239 U-235) ( ),

    .

    80

  • 1.10

    -

    - Compton

    -

    ,

    , .. ,

    .

    ,

    .

    .

    , Coulomb

    :

    ( ) .

    .

    ()

    , ,

    . : .

    81

  • , .

    , .. ,

    ,

    .

    .

    , , ,

    .

    ( Rutherford)

    .

    -

    .

    ,

    , .

    , .

    -

    , .

    ,

    .

    ()

    , .

    ,

    (i)

    (ii) ( Rutherford)

    .

    :

    .

    82

  • 1.10.1. ,

    , ,

    :

    .

    ,

    .

    . , ..

    , 0,04mm

    . 1.10.1

    .

    ()

    .. 3 MeV

    ~ 3cm , ~ 4000 /mm .

    10m 4

    mm .

    83

  • 1 MeV, .

    :

    (i) ,

    ,

    .

    , .

    (ii) ,

    , .

    ,

    .

    () ,

    .

    , .

    (>1 MeV)

    : .

    ,

    .

    X ( ),

    (bremsstrahlung).

    ()

    :

    ()

    ,

    .

    , , .

    ,

    84

  • b2 E-h21 =m (1.10.1)

    m , h Planck,

    Eb .

    h Eb > 0,

    . h

    Eb.

    1.10.2 : ,

    . ,

    .

    -,

    . -,

    ,

    ,

    , . , -,

    .

    85

  • ,

    b, keV keV.

    .

    (

    Auger).

    .

    () Compton .

    ( 1.10.3 ).

    1.10.3: Compton : = h

    e, = h

    86

  • .

    , ,

    ( 1.10.2 ) )]cos-(1)cm/(h[1/hhE 2o+==

    h , mo

    c .

    . =0,

    -, = = h.

    = .

    = . hhEe = , ,

    ,

    .

    ,

    .

    () ( pair production )

    . ,

    , .

    , .

    ,

    (1.10.3 ) c m 2 - h T 2o=

    h , mo

    c . , 0,

    h 2 mo c2 =

    1,02 MeV.

    MeV, 1.10.5.

    87

  • 1.10.4. :

    .

    ,

    ,

    . ,

    ,

    .

    1.10.5

    88

  • , ,

    mo c2 = 0,501 MeV.

    , ,

    , . .

    , ,

    . ,

    ,

    .

    Compton

    . (attenuation

    coefficient). ,

    ()1.

    , 1.10.6, I(x)

    ,

    1.10.6

    89

  • x

    , , ,

    (1.10.4) cpppe ,eII(x)x

    0 ++==

    ,

    ( ) :

    (pe), Compton (c), (pp).

    (1.10.4) ,

    ( )

    = xexpII(x) 0 (1.10.5)

    ,

    / ( cm2/g)

    . ()

    (.. ),

    ( ) .

    1.10.1 / .

    1.10.7

    .

    90

  • 1.10.7:

    .

    ,

    : ,

    Compton . :

    < 0,5 MeV :

    0,5 MeV < < 5 MeV : Compton

    5 MeV < :

    (x) (1.10.4), (1.10.5),

    . x

    Compton

    .

    x .

    91

  • ,

    , .

    Compton e

    .

    Compton ca

    ce

    ca EE = (1.10.6)

    c

    Compton. ,

    ()1.

    1.6 ,

    ( ) ,

    (x)xR =)( (1.10.7)

    (/cm2/s) .

    , W

    x

    (1.10.8) (x)IExW )( =

    pppeca ++=

    /

    1.10.2

    :

    (i) ,

    .

    92

  • ~ 30eV .

    .

    (ii)

    .

    ,

    .

    (iii) ,

    , .

    .

    ,

    . ,

    ,

    (radiation damage).

    93

  • 1.

    ;

    2. ;

    ;

    3. ;

    4. ;

    5 ;

    6. ;

    94

  • 1. UO2 = 10 gr cm-3. () () UO2

    1 MeV.

    95

  • 1.11 .

    A

    -

    -

    B.

    Geiger-Muller

    .

    .

    . ( , , ,

    , ) , , ,

    , ,

    ( ).

    ,

    . ,

    , ..

    on1 + 5B10 3Li7 + 2a4 +

    96

  • 3Li7 2a4

    .

    .

    , , ,

    ,

    , .

    . i(t) ,

    t, .. 1.11.1.

    tc ms

    ns .

    1.11.1: i(t)

    .

    , ,

    1.11.2, .

    97

  • 1.11.2:

    .

    :

    .

    1.11.2

    .

    () ,

    (t)

    .

    td)t(1)( =

    T

    TtTtI (1.11.1)

    98

  • 1.11.3: (t)

    .

    () , -

    .

    (

    )

    (

    ). , , ,

    .

    () : .

    .

    (intrinsic) (internal) .

    int

    (1.11.2)

    99

  • H int ,

    .

    .

    .

    abs (1.11.3)

    abs ,

    int, ,

    . ..

    ( 1.11.4) d = R2 ,

    S .

    1.11.4:

    .

    , d S/4 d2

    S/4 d2 ,

    /4 d2 = R2/4 d2.

    () :

    .

    ,

    .

    100

  • ,

    .

    (

    ). .

    .

    () :

    ()

    +.

    ,

    ()

    +.

    S() S().

    dH dN(H) / S(H) =

    (1.11.4) dE dN(E) / S(E) =

    S() S()

    .

    .

    1 2 .

    (1.11.5) dEESE )(2

    121 =

    .

    ,

    , .

    , .

    101

  • .

    , 1.11.5.

    1.11.5: S() ,

    .

    , ( full

    energy peak).

    ,

    .

    . (energy resolution) R

    ( 1.11.5).

    oHBR /= (1.11.6)

    . R

    102

  • 1 2 1- 2. R

    - 1%,

    -

    5% 10%. 1.11.5 Full

    Width Half Maximum FWHM. FWHM

    , ..

    FWHM 1 keV 122 keV 2 keV

    1330keV. FWHM

    R .

    - 1 keV E + 1

    keV FWHM 5 keV.

    . FWHM 1 keV

    .

    FWHM.

    1.11.12,

    .

    ( .. )

    -.

    1.11.5

    , ,

    NR /35,2= (1.11.7)

    .

    ( )

    .

    103

  • .

    1.11.6.

    (.. ,

    ), (.. ).

    ,

    .

    .

    . (Extremely High

    Tension), .

    .

    ,

    , .

    (t) V(t) R

    . R C

    = R C ,

    . , ,

    .

    1.11.6:

    104

  • , , ,

    1.11.7.

    (.1.10). 2 1.11.7

    (.. )

    (.. ) 1. 1 2

    , 2

    1.

    ( 1.11.7):

    ( 0 V1)

    , ,

    .

    .

    ( V1 V2)

    . V1 V2

    , V

    , .

    ( ion saturation region )

    1.11.7:

    105

  • ( V2 V3 )

    , ,

    , ,

    - .

    ,

    .

    ...

    ,

    .

    .

    .

    ,

    .

    ( V, V3 V4)

    , .

    .

    .

    ,

    .

    ,

    , .

    .

    V ( V4 V5)

    .

    ,

    ,

    106

  • ,

    .

    ,

    .

    Geiger-Muller.

    ( V, V5 )

    .

    ,

    Geiger-Muller.

    1.11.7,

    .

    . .

    ,

    . .

    ,

    0,5 eV, BF3 -10.

    1.11.7

    .

    .

    1. (

    ), 104, 106,

    . ,

    ,

    .

    2.

    , .

    107

  • 3. :

    , (

    2,5 mm) . ,

    ,

    ( 1.11.8).

    ,

    . ,

    , .

    ,

    ,

    .

    100 s

    . ,

    106 s.

    4.

    ()

    , .

    .

    1.11.8: .

    , ,

    108

  • Geiger-Muller V 1.11.7.

    .

    1. ( 108).

    ,

    .

    2. ,

    .

    , .

    3. .

    4.

    , ,

    .

    ,

    .

    .

    1.11, .

    ,

    -

    (impurities).

    ,

    .

    .

    1.

    ( )

    . (

    ) 1.11.

    109

  • (NaI) (Tl)

    NaI( Tl ). - 1 MeV

    104 .

    1.11.11: .

    1.11.11

    .

    , ,

    (.. ).

    - (Cs Sb) .

    ( ).

    1.11.11.

    .

    .

    , 10 ,

    107 109. -

    -.

    .

    110

  • NaI( Tl ) : ()

    -,

    (=53),

    ()

    ( 20 eV

    1 MeV 5 104

    ).

    (,,) ()

    (

    -).

    -

    (CsI(Tl), CsI(Na)), -

    (LiI(Eu) ) ..

    , 10-8 s

    . ( 109 s ).

    -

    ( FWHM)

    ( NaI(Tl)

    1.11.12).

    .

    R

    .

    ( ).

    2. (Si)

    (Ge). ,

    , (intrinsic) .

    111

  • .

    ,

    .

    1010 /cm3,

    1012 .

    ( intrinsic)

    (High Purity Germanium, HPGe).

    80

    , .

    3 5 kV.

    , ,

    .

    (77 ), .

    FWHM 0,8

    1,2 keV 122 keV 1,7 2,3 keV 1333 keV.

    1.11.12 Na(Tl) HPGe

    . HPGe ..

    "" HPGe 1086 1112 eV,

    Na(Tl) "" .

    ,

    ,

    , .

    112

  • 110

    100

    1000

    10000

    100000

    100 300 500 700 900 1100 1300

    (keV)

    2

    00s NaI(Tl)

    HPGe

    344 411444 779 964

    1086 1112

    1.11.12: Eu-152 Na(Tl) HPGe (

    ).

    (Ge(Li))

    HPGe, :

    (77).

    . .

    (surface barrier

    detectors).

    .

    . .

    ,

    .. ,

    113

  • . , ..

    , .

    ,

    .

    ,

    .

    ,

    0,5 eV, .

    -10 ( ), He-3 (), ( U-235 Pu-239 ).

    .

    MeV31,2QaLiMeV79,2QaLinB 4

    2*7

    3

    42

    731

    010

    5 =++=+++ (1.11.10)

    3Li7 2a4

    .

    3480 barns.

    BF3,

    , 2000 3000 V.

    -10 96%1, BF3 ,

    ,

    0,5 1 atm.

    . ,

    (U-235 Pu-239).

    200

    MeV, 160 MeV

    , .

    1 -10 19,8%.

    114

  • . 1.11.13 ,

    /

    .

    .

    mV

    ( 0 10 V)

    , (

    ) .

    ,

    .

    .

    V,

    .

    V ,

    . V

    .

    .

    .

    V.

    1.11.13: .

    115

  • (Single Channel Analyzer, SCA), V

    , V = VK + V.

    VK V .

    +,

    + VK

    VK + V. ( ) V

    . V Vn = n V

    (n=1,2,3,) V

    n = n +,

    .

    .

    , ,

    VK =n V, V =(n+1) V.

    , ,

    ( Multi Channel Analyser,

    MCA ), .

    1.11.14.

    1.11.14:

    (MCA). SCA : . ADC : .

    116

  • ( )

    (SCA).

    (V) (V) (SCA)

    ,

    .

    SCA.

    (ADC )

    SCA (

    V V). ADC

    :

    .

    . Vm = m V Vm + V

    (m=1,2,3,4,..) m m

    . o

    . m ,

    , m = m Em + .

    m

    .

    117

  • 1. ;

    2. ;

    3. ;

    4. ;

    5. ;

    6. ( )

    Geiger Muller;

    7.

    a;

    8.

    ;

    9. ;

    10. ;

    118

  • 1.12

    -

    -

    -

    -

    -

    (. 1.11)

    0, , 0.

    ,

    ,

    .

    ,

    -, -

    , .

    : , ..

    84218,

    . .

    .. 83i212 , 83i212

    .

    ()

    83i212,

    1.12.1.

    119

  • -

    ( )

    eV

    %

    -

    eV

    0 6,086 27,2 6,203

    1 6,047 69,9 6,163

    2 5,765 1,7 5,874

    3 5,622 0,15 5,730

    5 5,603 1,1 5,711

    6 5,478 0,016 5,584

    1.12.1: 83i212

    , (

    1.12.1)

    , , ,

    : ,

    .

    .

    m ,

    .

    Ka EMmE )/1( += (1.12.1)

    ,

    , ,

    , ( , ).

    -

    .

    ,

    ( , ). ,

    120

  • ,

    .

    - -

    ,

    , ,

    () .

    ,

    1.12.1 1.12.2.

    1.12.1: 83i210.

    -

    , .. 1.12.3.

    1.12.1

    . 1.12.2

    .

    S(E) 1.12.1.

    S(E) dE (

    121

  • S ) + dE.

    max. max

    .

    .

    ( ) ( ) +

    ,

    . ,

    , .

    .

    max = . -

    .

    < max .

    1/3 max = .

    2/3 .

    Pauli -

    < max.

    , ,

    . .

    ,

    . ,

    , ,

    .

    0 max , max .

    -.

    ( + ),

    ( ).

    + : 1011 ++ +nH

    122

  • ( 0n1 ,

    + ). + .

    spin .

    ( -)

    ,

    .

    - : 0n1 + 1H1 + -1e0 +

    (

    ) , spin

    .

    1.12.2: - Cl38 ( ). --

    - .( r

    )

    1.12.2 Cl38 ( ---

    ), (

    )

    2.12.3 Cl-38.

    A - ( - ):

    123

  • 31% - max = 1,11 MeV ( ), 16%

    - max = 2,7 MeV ( ) 53%

    - max = 4,81 MeV.

    2.12.3: Cl-3

    r -38 .

    , -

    Cl-38 :

    0,31 ( 1 ) + 0,16 ( 2 ) + 0,53 ( 3

    )

    . (

    2.12.2).

    -

    .

    . , Au-198,

    124

  • , ,

    . =-

    b, b

    . b , .

    .

    .

    - ,

    2.12.4. .

    .

    -

    +1

    2.12.4: Au-198 (r )

    . .

    + ,

    125

  • . .. 11a22

    +,

    NaNa 22102211 ++ +

    .

    NeNa 2210012211 ++ e .

    126

  • 1. ;

    2. ;

    3. max ;

    4. ;

    5. ;

    127

  • 1.13

    ,

    ,

    .

    : .

    , .. , ..,

    .

    ,

    ,

    . ,

    .

    .

    .. , , ,

    ..

    .

    , .

    . ,

    128

  • . -

    1,

    .

    , ,

    , .

    .

    .

    . ,

    ( )

    . , ,

    .

    ,

    -201 -99m,

    . 1.13.1

    1.13.2

    .

    (Positron Emission Tomography, PET),

    . , ,

    . , ,

    ,

    .

    1 , ( -131) . , .

    129

  • 1.13.1:

    1.13.2: , .

    , ,

    .

    , PET

    .

    130

  • , , .

    ,

    .

    .

    ,

    ,

    .

    ,

    ,

    .

    , ..

    , , ,

    , ..

    . , ,

    .

    ,

    .

    .

    ,

    , .

    ,

    . ..

    -131

    -32

    .

    ,

    . .. -153 -186

    . ,

    .

    131

  • . :

    ( ).

    ( 9), ,

    , .

    ,

    ,

    .

    ,

    . ,

    . ,

    ,

    . , ,

    .

    . ..

    ,

    .

    , (..

    ):

    ,

    . ,

    , .

    (, )

    .

    ,

    . ,

    , ,

    132

  • ,

    .

    1.13.1: : ()

    , ()

    () .

    .

    .

    , (.. , )

    , ,

    ,

    1.13.1.

    .

    . ,

    133

  • .

    .

    . :

    ()

    () ,

    , / .

    ,

    , .

    .

    ,

    , ,

    .

    .

    , , , , ,

    ..

    ,

    ..

    ( )

    . ,

    .

    .

    ,

    ..

    ,

    .

    134

  • .

    ,

    . , ,

    .

    1.13.2. .

    , . ,

    , .

    .

    , .. , .

    .

    ,

    .

    , ,

    ,

    .

    .

    1.13.2: .

    135

  • :

    ()

    () :

    . , ,

    .

    , ,

    . ..,

    (, , , ..).

    .

    .

    .

    -60, .

    ()

    , , ,

    ,

    .

    ,

    .

    .

    , ..

    , ,

    , .

    .

    136

  • . 1.4, ,

    ,

    , (

    ).

    .

    , ,

    .

    ( ) :

    , ..

    .

    ,

    ( ), ,

    ,

    . ,

    .

    (.. ), ,

    .

    , , (.. ),

    . : 1995,1996

    1997, (,

    ), .

    . : ,

    ,

    .

    . , ,

    .2 2 , . , , , , . , , .

    137

  • 1 4

    ,

    .

    3

    .

    . ,

    , .

    .

    . ,

    , .

    ,

    .

    .

    , ,

    .

    , ,

    .

    ,

    ,

    ,

    .

    3 99,3% -238

    0,7% -235. () -235 () , -235 . . . , , ( ) . .. , .

    138

  • 2

    ( 2.2).

    ( 2.3), / .

    ( 2.4)

    ( 2.5).

    2.1

    , U-235,

    U-235.

    .

    , .

    : , ,

    139

  • 2 3 .

    , .

    U-235.

    U-235, ,

    ... , ,

    , .

    .

    ,

    .

    .

    , .

    ,

    , .

    ,

    .

    ( 2.1.1).

    .

    , , ,

    , ,

    . (..

    , , , )

    .

    140

  • . 2.1.1:

    .

    (

    ) ,

    ( 2.1.1).

    "" ,

    , "".

    , ,

    , (, ) .

    ( 2.1.2).

    .

    , , ,

    .

    . ,

    ,

    .

    141

  • .

    .

    . ,

    .

    ,

    .

    .

    2.1.2: ()

    ()

    2.1.2..

    .

    142

  • , ,

    . .

    , ,

    .

    : ,

    .

    ,

    .

    .

    .

    .

    ().

    (CO2, H2O) .

    ,

    .

    ,

    .

    , , ,

    .

    , ,

    ,

    .

    ,

    : ()

    143

  • ()

    . , ,

    .

    .

    ,

    ,

    . ,

    . (..

    ) ,

    ,

    .

    , ,

    ,

    . , ,

    ,

    .

    ,

    .

    .

    , .

    , .

    .

    , ,

    , ..,

    . :

    144

  • . ,

    . .

    , - .

    .

    145

  • 1. ;

    2. ;

    3. ;

    4. , ,

    ;

    5. ;

    6.

    ;

    146

  • 2.2 : 4 6

    k

    , ,

    k

    , , f, p

    4 6

    80% -

    .

    , .

    :

    , , ( -

    ) ,

    ..

    , -

    () ()

    -

    .

    ,

    ,

    ( 2.2.1).

    147

  • 2.2.1

    , ,

    . ,

    -

    , -

    . k -

    - ,

    k (2.2.1)

    +

    k = 1,

    , .

    148

  • , , . -

    .

    k > 1 -

    , . -

    ( ) -

    : -

    .

    , k < 1 ,

    , -

    .

    k < 1

    k = 1 (2.2.2)

    k > 1

    k

    .

    . -

    ( )

    . .

    , k,

    1 . -

    . -

    . k

    , k .

    =k (2.2.3)

    1 .

    149

  • . k

    )4(

    )3(

    )2(

    )1(

    =k

    (1) ,

    (2.2.3)

    ( )

    . = 1,03 = 1,15.

    (2) .

    (2.2.4)

    150

  • . 2.2.1.

    2.2.1: ( )

    U-233

    U-235

    (0,7% U-235)

    (5% U-235)

    Pu-239

    2,492

    2,418

    2,418

    2,418

    2,871

    2,29

    2,08

    1,33

    1,90

    1,90

    < : , .. U-235,

    , +=

  • f O (3)

    f (2.2.5)

    f

    ( ). f -

    .

    p (4)

    p

    (2.2.6)

    p .

    , -

    .

    , .

    . p

    .

    -

    () U-238, p

    . k

    fpk = (2.2.7)

    152

  • (2.2.7) .

    , , (2.2.7)

    2.2

    , , -

    (r), r .

    . -

    , ,

    .

    f -

    - . -

    . -

    f = 0,90.

    p -

    . p

    .

    ,

    , p 0,70. - , f :

    188,07,090,005,135,1

  • PFNL:

    (2.2.8)

    PTNL:

    -

    ke

    ,

    TNLFNL

    TNLFNLe

    PPkPPfpk

    ===

    (2.2.9)

    :

    ke = 1

    ke > 1 (2.2.10)

    ke < 1

    ,

    , .

    -

    , 0,97. TNLFNLNL PPP = ,

    , . -

    .

    , , ,

    -

    . ,

    ,

    154

  • .

    , , -

    , ,

    . ,

    , ,

    , ,

    , . ,

    , -

    .

    -

    . -

    ( ) .

    .

    155

  • 1. ;

    2. , , -

    ;

    3. ke, , , p, f, pfnl, ptnl;

    156

  • 2.3

    Th-232, U-238, Pu-240, Pu-242

    , , 1 MeV.

    ,

    .

    = / f ,

    .

    U-233, U-235, Pu-239, Pu-241

    U-235 ,

    0,7% .

    U-238 ( ~99,3% )

    U-234 (~0,005%) U-235.

    . (=1,33,

    2.2.1)

    (

    ke 1). , ,

    .

    U-235

    0,7% .

    U-235 U-235 U-238 .

    ~3%.

    ,

    157

  • .

    U-233 Pu-239

    , .

    (2.3.1) PuUUd

    p

    239

    3,2

    239

    min23

    239238 ),(

    (2.3.2) UPaThThd

    233

    27

    233

    min22

    233232 ),(

    . h-232 U-238

    .

    U-238.

    U-238 97%.

    , , U-238

    Pu-239.

    (conversion ratio)

    CR (3.2.3)

    :

    CR 0,83 CR 0,65. , , U-

    235 Pu-239 U-338. ,

    ~4,1% ~2%

    .

    .

    ,

    .

    158

  • CR > 1.

    ,

    .

    > 2. U-235 Pu-239

    ,

  • :

    -

    -

    -

    - .

    -

    -

    160

  • 2.4 .

    (fuel) (U-233, U-235, Pu-239

    Pu-241),

    .

    , , UO2

    UC. UO2 ( UC) U-235,

    U-238.

    (enrichment) e,

    )/( 855 +=e (2.4.1)

    5 8 (/cm3) U-235 U-238

    .

    +

    2.4.1.

    161

  • ,

    2.4.1, .

    , , (fuel can,

    cladding).

    , .

    ,

    (fuel element, pin, rod, . 2.4.2).

    (fuel assembly, subassembly, bundle)

    ,

    ( )

    (. 2.4.2). , , .

    ( )

    , .

    ( 2.5.4),

    .

    (wrapper) .

    . 2.4.2: PWR.

    162

  • ,

    , . ,

    ( 2), (D2O) (),

    CO2 .

    ,

    , .

    , ,

    ,

    . ,

    .

    ()

    ( 2.2.1.).

    .

    .

    ,

    , .

    (steam generator).

    . .

    163

  • 2.2.1: .

    ,

    , .

    . ,

    ,

    , ,

    164

  • .

    ,

    .

    ()

    ( 2.2.1.)

    .

    ,

    .

    .

    .

    ( 2.4.2).

    , ,

    .

    (. 2.2) .

    , ..

    .

    , (control elements),

    , .

    165

  • 2.4.2: .

    .

    , , ( 2.4.2

    2.4.3).

    ( )

    , ,

    .

    166

  • 2.4.3.

    , ,

    .

    .

    , , .

    .

    167

  • ,

    .

    ,

    .

    .

    , UO2 ( 2860C), 2.4.1.

    . ,

    , ,

    .

    , .

    ,

    , .

    . 3 4 ,

    ,

    ,

    .

    0,2%,

    .

    ( 2.4.3).

    ( ..) 100% ,

    ,

    ,

    . , ,

    ,

    .

    , .

    168

  • ,

    , , .

    :

    ()

    .

    .

    () ,

    , ,

    .

    () ,

    ,

    ,

    .

    , (), ,

    (Containment vessel, 2.4.3).

    1.

    ,

    , ,

    , .

    1 . , RMBK, ( 1986), () . ( ) .

    169

  • ,

    ,

    .

    ,

    ,

    ,

    .

    , .

    , ,

    .

    , ,

    ,

    .

    (fuel burnup) ,

    , .

    , ,

    .

    .

    (

    , Spent fuel pond, 2.4.3),

    .

    170

  • 2.4.3. .

    ,

    ,

    ,

    .

    :

    .

    O ,

    , . ,

    , W MW.

    , , ,

    .

    171

  • (Nuclear Power Reactor)

    .

    .

    / .

    .

    (. 1.8)

    .

    , (C).

    ,

    (

    2.4.3). .

    ,

    .

    , , .

    .

    .

    ,

    .

    , ,

    .

    , ,

    .

    ,

    .

    , ,

    ,

    .

    (thermal shielding, 2.2.3).

    172

  • ,

    , . ,

    , , ,

    1W 1 MWD/TU ( MWatt Days

    / Tone of Uranium).

    (neutron fluency) (fluency)

    . , ,

    , . ..

    t,

    t. cm2.

    .

    , ,

    ,

    , . ,

    ,

    MWD/TU.

    (LOCA, Loss of Coolant Accident)

    ,

    .

    LOCA

    . LOCA

    , ..

    .

    , ,

    ,

    .

    .

    173

  • , (

    , scram).

    ,

    .

    ,

    . , ,

    LOCA.

    (ECCS, Emergency Core

    Cooling System), .

    ,

    .

    LOCA, ,

    ,

    , (core meltdown) .

    ,

    30

    .

    , ,

    , . ,

    , , ,

    ,

    . ,

    , .

    (Pressure Suppression System)

    .

    .

    174

  • 1. ;

    2. ;

    3. ;

    4.

    5. ;

    6. ;

    7. ;

    8. ;

    9.

    10. ;

    11. ;

    12. ;

    175

  • 2.5

    -

    -

    ,

    ,

    .

    (. 1.7 . 2.3).

    2.5.1 (LWR, Light Water Reactors) (2),

    , :

    () :

    -1.

    2 ,

    .

    , ( PWR),

    ,

    . :

    - .

    176

  • -

    .

    () ,

    2- .

    .

    ,

    . .

    ( LWR ~3%)

    2 (UO2),

    2.

    . , , 2

    .

    ()

    ,

    , .

    .

    () (PWR, Pressurised Water

    Reactor)

    2.5.1: (PWR)

    177

  • ,

    .

    , , . .

    (2), , (150

    atm), .

    (. 2.4). ,

    (

    ), ,

    ( 2.5.1).

    289 C 325C. UO2 e 3,2%, . ( 2.4.2) 225 .

    30%

    . , 20

    , .

    ,

    (~3%), ,

    , .

    . (~4,6 m)

    .

    , 20 23 cm.

    (

    25 ), ,

    .

    , -- ,

    PWR,

    .

    178

  • (ii) (BWR, Boiling Water Reactors)

    (. 2.4). , ,

    ( 2.5.2).

    2.5.2. (BWR).

    , .

    , , BWR

    PWR, .

    70 atm, PWR.

    285C ,

    PWR. BWR

    PWR, (e 2,8%) UO2, .

    179

  • BWR, ,

    .

    , :

    -16 (, , t1/2 = 7 s),

    2 .

    ,

    ( 2.5.2 ).

    2.5.2. (HWR, Heavy Water Reactors) , (D2O).

    D2O, :

    () ,

    ,

    .

    CANDU

    . ,

    , ,

    , .

    () (. 1.8) 2,

    , LWR.

    .

    ,

    LWR,

    .

    , ,

    LWR , ,

    , .

    , , CANDU (Canadian Deuterium-Uranium).

    180

  • CANDU

    ( 2.5.3).

    D2O , .

    UO2 ,

    . CANDU

    ( 2.5.3

    ), , :

    (D2O)

    (), .

    (D2O)

    ( 2.5.3), ,

    . -,

    (D2O).

    2.5.3: CANDU.

    181

  • ,

    .

    ,

    2,5 cm ( 23 cm PWR), :

    7,6 m 7,6 m .

    ( )

    10C . : 267C 312C , 100 atm .

    (4 , ).

    ( ) (2).

    D2O, , , 2

    , .

    D2O,

    .

    :

    ()

    , LWR.

    .

    ()

    LWR.

    CANDU, .. (

    2.5.3). , CANDU .

    ()

    .

    182

  • 2.5.3

    2.5.4. -

    RMBK.

    , D2O,

    RMBK, .

    RMBK . ,

    , . .

    , ,

    2. 1000 MWe.

    UO2, e 1,8%. .1

    1 , 1986. , , , .

    183

  • 2.5.4 ,

    , ,

    ( 2.3).

    , ,

    ,

    ,

    .

    (FBR, Fast Breeder Reactor).

    , Pu-239

    .

    Pu-239

    , . ,

    - (LMFBR, Liquid Metal Fast

    Breeder Reactors) 20% 25%.

    ( )

    . PFR (Prototype Fast Reactor, ,

    ) 1 m .

    .

    (blanket) U-238,

    Pu-239.

    :

    PFR 600 MW.

    .

    (, , ) ,

    , : ()

    , () ()

    .

    .

    PFR.

    184

  • UO2 PuO2 .

    , , 914 mm, .

    , U-238.

    U-238 .

    U-238.

    U-238 .

    2.5.5:

    - .

    ( 2.5.5),

    . :

    .

    .

    .

    185

  • ( 562C) --. ,

    , ,

    400C. , , , .

    : , ..

    PFR

    Phenix2

    , ,

    .

    ,

    .

    PFR -

    ( ),

    , .

    ( ,

    ) ,

    -

    .

    ,

    .

    , ,

    ,

    ,

    PFR.

    2 Phenix . , 233 MW.

    186

  • 1. 2, ;

    2. ;

    2 PWR;

    3 2 PWR

    4 WR;

    5 2 WR

    6 D2O ;

    7 CANDU, ;

    8 -

    ;

    9

    . ;

    187

  • 3

    .

    -

    -

    .

    .

    .

    -

    -

    -

    -

    -

    -

    ,

    , .

    , ,

    .

    (

    ), ' ( ).

    , ,

    .

    188

  • .

    .

    , .

    ,

    .

    . :

    (i)

    , . , o 79% ,

    20% 1% .

    .

    o

    , .

    ,

    ,

    .

    .

    1600

    .

    Denver 1600 ,

    .

    11 ,

    0,004 mSv .

    10 0,04 mSv, 2%

    .

    ,

    189

  • . 15%

    ' , .

    ,

    .

    C-14

    ,

    . C-14 , 5730 ,

    . - C-l4

    , . ,

    , CO2, C-l4

    . C-14

    . C-l4

    . C-l4

    (, .)

    ( 300 Bq kg ).

    C-l4. C-14

    C-l4 .

    .

    (ii)

    . ( ),

    U-238, Th-232 (

    , . 1.2)

    .

    UO2 ,

    UO2 0.1 0.5%

    .

    ,

    .

    ,

    190

  • ( )

    .

    .

    0,5 mSv

    ( 23% )

    0,3 0,6 mSv .

    .

    Aberdeen

    . 0,6 mSv

    , ,

    , 20 mSv .

    ,

    , ,

    , 15%

    . ,

    .

    .

    ,

    .

    .

    -40 (-40) 0,0118%.

    ,

    .

    , -40

    .

    191

  • 3.1

    ( Bq )

    -238 0,096 -226 0,45

    -228 0,18

    -210 2,2

    -210 0,74

    -40 480

    -14 322

    ( -3) 103

    -87 107

    -90 11

    , U-238

    ,

    Th-232. U-238 -226

    (Ra-226).

    .

    .

    277 Bq

    .

    ,

    3.1. .

    Ra-226 1620

    Rn-222 (), . ,

    192

  • U-238 (..

    , ,

    ), .

    Rn-222

    .

    .

    . .

    .

    ,

    .

    .

    .

    5 Bq m3 .

    ,

    .

    Th-232,

    -228. -228

    . - -220,

    .

    .

    -222.

    . 3.2 1

    . 2,2 mSv 40%

    60% .

    1 10 mSv . 1

    193

  • .

    5 10 .

    3.2:

    UNSCEAR 2000

    194

  • . :

    , ( ), ,

    .

    () , .. ,

    , ,

    .

    , ..

    .

    (

    )

    ,

    , ,

    .

    ()

    .

    ,

    .

    ,

    ,

    . ,

    U-238

    , 8 vo.

    , 1963.

    0,13 mSv 1963, 0,067 mSv 1965 0,040

    mSv 1969. 1963

    195

  • . 1980

    UNSCEAR

    0,005 mSv .

    () :

    , , ,

    : ,

    .

    , .. ,

    , .

    Rn-222

    , .

    ()

    ,

    .

    0.1 0.5% .

    .

    .

    ,

    ,

    . ,

    - (yellow cake)

    70 90%2.

    2 - .

    U-238, U-235 U-235 , 0,7% . 99,3% U-238. U-235 .

    196

  • (tailing). Rn-226 Th-

    230, U-238, .

    Rn-222 Ra-226,

    Th-226. (1600 ) Ra-

    226, Th-230 (80000 ),

    Th-230.

    .

    .

    , ,

    30 , .

    .

    ( )

    ,

    .

    ,

    .

    ,

    . UNSCEAR

    2000 , ,

    0,001 mSv , .

    . Three Mile Island

    1979 .

    Chernobyl

    .

    U-238 U-235,

    U-235 0,21% , .

    197

  • (UNSCEAR 2000),

    0,3 0,8 mSv ,

    (1

    mSv) , .

    .

    , .

    5.

    () : ,

    .

    0,14 mSv

    0,02 mSv.

    (.. -131 Th-201 )

    . Th-201 10

    20 mSv 15 mSv.

    . ..

    198

  • 1. ;

    2. ;

    3. ;

    4. ;

    5. ,

    ;

    6.

    , ; ;

    199

  • 4

    4.1

    Gray (Gy)

    Sievert (Sv)

    ,

    .

    H

    .

    H

    1 ,

    1

    . .. 100

    200

  • :

    .

    Gray,

    Gy 1 Joule Kg .

    (4.1.1)

    Gy

    , .

    milli-

    Gray:

    1mGy = 10-3 Gy

    micro-

    Gray:

    1Gy = 10-6 Gy

    ,

    .

    ,

    , .

    Gy

    , , .

    , ,

    .

    . ,

    ,

    , , .

    WR . WR

    , 10 , 10%

    201

  • ,

    .

    ,

    , .

    WR = 20.

    4.1.1 WR

    .

    WR 1

    1

    :

    :

    :

    :

    :

    :

    10 keV

    10 keV 100 keV

    100 keV 2 MeV

    2 MeV 20 MeV

    20 MeV

    5

    10

    20

    10

    5

    2 MeV

    5

    , , 20

    4.1.1: WR

    Gy

    WR.

    202

  • (4.1.2)

    Sievert ( Sv),

    Gy WR.

    Gy

    , Sv

    , .

    ( X) WR = 1,

    ( Gy) ( Sv)

    .

    1 Sv ,

    :

    milli-Sievert: 1mSv = 10-3 Sv

    micro-Sievert: 1Sv = 10-6 Sv

    nano-Sievert: 1nSv = 10-9 Sv

    .

    ;

    ,

    ,

    .

    ,

    .

    , .

    203

  • ,

    .

    ,

    , 40 nSv . 40 nSv

    0,35 mSv. ,

    ,

    . ,

    , ,

    ,

    .

    rad (

    Radiation Absorbed Dose) rem (

    Radiation Equivalent Man). :

    1 rad = 0,01 Gy = 10 mGy

    (4.1.3)

    1 rem = 0,01 Sv = 10 mSv

    , .

    .

    , Sievert,

    :

    (4.1.4)

    204

  • WT ,

    . W

    4.1.2

    , , WT 1.

    .. 100 mSv,

    100 mSv x 0,2 = 20 mSv, 100 mSv

    100 mSv x 0,01 = 1 mSv.

    100 mSv, 100 mSv.

    : ,

    .

    W

    0,20

    () 0,12

    0,12

    0,12

    0,12

    0,05

    0,05

    0,05

    0,05

    0,05

    0,01

    0,01

    0,05

    4.1.2: WT

    205

  • , , ,

    .

    . , ,

    .

    X () .

    Roentgen

    2,58 10-4 Coulomb

    Kg .

    Roentgen 1 R = 2,58 10-4 Cb/Kg (3.1.5)

    1 Roentgen ( R) ,

    : milliroentgen(1 mR=10-3 R),

    microroentgen(1 R=10-6R). 2 R

    8,69 mGy. H ,

    , . , 1R 9,6 mGy

    , 9,6 mSv.

    , , ,

    mSv = 10 ( R) (3.1.6)

    nSv

    , :

    ( nSv) = 10 ( R)

    2 1,602 10 19 Cb, R 2,58 10-4 /1,602

    10-19 = 1,61 1015 Kg . 5,4 10-18 Joules. 1 R 0,00869 J/Kg .

    206

  • :

    Gray (Gy)

    Sievert (Sv)

    rad

    rem

    207

  • 4.2

    ,

    , .

    . ,

    ,

    . ,

    , .

    , .

    , ,

    ()

    ()

    .

    / 60 .

    .

    , 500 mSv

    .

    (945)

    .

    4.2.1.

    4.2.1

    208

  • , . , ..

    - ,

    4.1.1 .

    , .

    , 500 mSv,

    .

    4.2.1:

    ( Sv)

    0 0,5

    0,5 1 .

    1 - 2 , 5% 50% ,

    . .

    .

    2 - 6 3 Sv , ,

    2 . ,

    . 2 , 3

    Sv. ,

    2 Sv.

    6 Sv,

    20% .

    6 - 10 , , ,

    , . 80% 100% 2

    .

    .

    209

  • .

    DNA, .

    (.. ' 1945

    , 20 ,

    ),

    , (.. ,

    ,

    ), ,

    , .

    .

    2 Sv.

    , .

    (

    ).

    .

    ,

    .

    .

    (

    ) , .

    1:

    1 : , ,

    . .

    210

  • . ,

    . ,

    ,

    , , .

    ,

    , .

    ,

    . ,

    .

    :

    1. (

    ) .

    .

    2. ()

    .

    3.

    , .

    , '

    211

  • 2 .

    .

    :

    ,

    ,

    . 3

    . ,

    ,

    . .

    .

    DNA

    ,

    .

    .

    : DNA.

    :

    2 : , . mSv , .

    212

  • ,

    .

    .

    .

    213

  • 1. ,

    ;

    2. , ;

    3. ,

    ;

    214

  • 5

    -

    -

    -

    - () .

    -

    -

    , -

    . , -

    , , -

    -

    1.

    1 , . Safety Series No 111-G-1.1 (1994) - : () : -. () : ( ). () :

    215

  • -

    , ,

    . , , , -

    , , -

    . ,

    , . -

    , , -

    . , -

    () -

    , ,

    () . -

    90% ,

    1% .

    -

    , , . -

    , .. , , 2

    , .

    , ,

    , .

    7% -

    4% .

    -

    . , -

    - .

    2 , , , . - , .

    216

  • ,

    .

    ,

    .

    , . ,

    , -

    , 3, . -

    , ,

    . -

    . ,

    ,

    -

    .

    , U-235 -

    U-235 . -

    . -

    , -

    ,

    U-235 -

    3 . U-238 , . U-238 U-239, Np-239 ( ), -- Pu-239, . Pu-239, , Pu-240. Pu-240, , - Pu-241. Pu-241 - Am-241 (), -.

    217

  • .

    ,

    , ,

    . ,

    -

    .

    .

    5.1: -

    ( 2.4) -

    . -

    218

  • , ,

    ( 4.1). -

    , , , -

    , .

    -

    . , , ,

    ,

    . ,

    , 1000 MW,

    , kW.

    , -

    , , kW

    kW. , -

    .

    o :

    () -

    . , -

    ,

    . -

    -

    . , ,

    .

    ()

    . ,

    .

    219

  • -

    , , ,

    , , , . -

    ,

    . ,

    , .

    -

    , , -

    .

    , ,

    4 5

    . , -

    , 6

    .

    , , . -

    , ,

    . -

    , . -

    , , -

    . -

    ,

    4 , .. , - 100 . , .. 9 , 8000 , 8 . . 25 (1/3 - ). 5 , . . , . 6 U-235 , U-235 ( 0,1 0,2% ) - o .

    220

  • , .

    -

    ,

    , , .

    .

    ,

    ,

    ,

    , -

    . .

    5.2.: .

    1988 -

    .

    ,

    , -

    40 .

    221

  • -

    (.. ) -

    , 5.1,

    ( -

    ), -

    (PWR).

    5.1.: -

    PWR.

    . (OECD NEA 1996, Ra-

    dioactive Waste Management in Perspectiv. GBq = 109 Bq).

    , ,

    . ,

    ,

    222

  • .

    . ,

    ,

    . ,

    , .

    10 1000 -

    . , 1000 -

    .

    .

    , -

    .

    , -

    ,

    .

    .

    (500 1000 -

    ) , , -

    . -

    :

    , , -

    , .

    223

  • 5.3: -

    . 10

    . -

    .

    , , -

    , -

    .

    . -

    , -

    .

    . 400

    . ,

    , .

    ( 1978), ,

    , , , -

    ,

    .

    , ,

    , -

    224

  • , -

    .

    .

    .

    . .

    -

    ,

    . 40 50 -

    , , -

    , -

    .

    , .. . ,

    500 1000 ,

    .

    5.4: -

    225

  • , -

    , .

    .

    , ,

    o ,

    . , ,

    , -

    (, ).

    ,

    ,

    .

    -

    .

    , , -

    ,

    :

    - ,

    , , ,

    .

    , -

    -

    ,

    ,

    . .

    -

    , . -

    -

    2015 2020.

    226

  • ( ,

    ) -

    .

    227

  • 1. q

    2. q

    3. q

    4. q

    5. ( )

    q

    228

  • 1

    - - - - - - - -

    - - -

    -

    - (n, ) - (n, n) - (n, 2n) -

    -

    - MAGNOX 174 , AGR , HTGR -

    , LMFBR - , WR CANDU

    SGHWR - -, RMBK - , LWR

    - - -

    - - - , BWR , PWR - - - - - -

    , - - -

    - Geiger-ller - -

    - -

    -

  • 2

    - - -

    - - - Compton

    -

    - Compton - - - -

    -

    - -

    - - - - Doppler - -

    - - - - - -

  • 3

    ()

    - - -

    - -

    -

    Fermi -n -p

    - -

    - -

    -

    - -

    - -

    - - -

  • 4

    - -

    - - - -

    - -

    -

    - - - -

    - -

    - - - -

    -

    - -

    - - - - - -

    - -

    - - - -

    -

    - -

  • 5

    - -

    - - Geiger-Mller - -

    - -

    - -

    - Doppler -

    - - - -

    -

    - -

    - - - -

    - -

    - - - - -

    - - -

    -

    - Compton -

    - Rutherford

    - Avogadro -

  • 6

    - - ()

    - Compton - - Compton -

    - - - , Q - , k , k , ke

    - , - ,

    - , f

    -

    -

    - -

    - -

    - - -

    Fermi -

  • 7

    - - - - - - -

    - -

    1.1.doc

    .

    1.2 - t1/2E

    1.3

    1.4 hr

    1.5 K K

    1.6

    1.7 . ,

    1.8

    1.9 Doppler1.10 - () () () () () Compton() ( pair production )

    1.11 .

    . Geiger-Muller

    . 1. 2. 1.11

    . .

    1.12

    1.13 . .

    .

    2.1

    2.2 f p . 2.2

    2.3

    2.4

    2.5 2.5.1 (LWR, Light Water Reactors)() (PWR, Pressurised Water Reactor)(ii) (BWR, Boiling Water Reactors)

    2.5.2. (HWR, Heavy Water Reactors)2.5.3 2.5.4

    3 . (i) (ii)

    . . .

    4.1 .Gray Sievert

    4.2

    5

    .