Радиационная защита

Из реактора выходит мощный поток нейтронов превышающий в 10¹¹раз предельно допустимые санитарные нормы. За счет деления ядер и -распада осколков образуется поток -излучения примерно такой же мощности. Защита ядерных энергетических реактров является «тяжелой» многослойной. Как правило, это многометровый слой бетона, с железным заполнителем и тонкими слоями поглотителей и замедлителей (в канальных реакторах).

Процессы, происходящие при работе ядерного реактора:

1.Цепная реакция деления ядер ядерного топлива с выделением тепловой энергии. Плотность тепловыделения составляет сотни кВт на 1 литр активной зоны, нейтроны в ядерном реакторе проходят цикл рождения, замедления,поглощения, деления ядер. Давление нейтронного газа в реакторе составляет 10^{-6 мм рт ст}.

2.Выгорание и воспроизводство ядерного топлива. Ядро делится тепловыми нейтронами на два осколка. Примерно 29% осколков это радиоактивные изотопы благородных газов криптона и ксенона , .( «ядерный реактор газует»). Выгорание 1 г ядерного горючего дает 1 МВт сутки энергии. Воспроизводство ядерного горючего происходит при поглощении нейтронов ядрами , которые после двух -распадов превращаются в ядра плутония (уран-плутониевый цикл.).

3.Отравление активной зоны (накопление радиоактвных осколков деления), шлакование (накопление стабильных ядер осколков деления). При делении или тепловывыми нейтронами с вероятностью 6% получается осколок . который через 0,5 минут путем -распада превращается в изотоп йода , который путем -распада с периодом полураспада 6,74 часа превращается в изотоп ксенона . Он является сильнейшим поглотителем тепловых нейтронов с сечением барн.Затем происходит -распад и образуется практически стабильный изотоп цезия .

При работающем с постоянной мощностью реакторе устанавливается равновесная концентрация , которая мала, так как при больших потоках тепловых нейтронов идет реакция + . При остановке реактора поглощение нейтронов прекращается, а изотоп йода продолжает распадаться и количество ксенона .растет. Это приводит к временному снижению реактивности реактора.

Возникает «йодная яма» - снижение реактивности ядерного реактора после его остановки и снижению мощности. При запасе реактивности 0,1 сек и потоке медленных нейтронов 10¹⁴ частиц/сек см² через полчаса после остановки реактор нельза запустить в течении полутора суток. Если его запустить путем вывода стержней регулирования полностью (что запрещено) он взорвется.