Yadroviy parchalanish mahsuloti

Yadro boʻlinish mahsulotlari – bu katta atom yadrosi yadro parchalanishidan keyin qolgan atom parchalari. Odatda, uran yadrosiga oʻxshash katta yadro ikkita kichikroq yadroga boʻlinib, bir nechta neytronlar, issiqlik energiyasi (yadrolarning kinetik energiyasi) va gamma nurlar ajralib turadi. Ikki kichik yadro parchalanish mahsulotidir.

Boʻlinish mahsulotlarining oʻzi odatda beqaror va shuning uchun radioaktivdir. Atom raqami nisbatan neytronga boy boʻlganligi sababli, ularning koʻpchiligi tezda beta-parchalanadi. Bu beta zarralari, antineytrinolar va gamma nurlari shaklida qoʻshimcha energiya chiqaradi. Shunday qilib, parchalanish hodisalari odatda beta va gamma nurlanishiga olib keladi, garchi bu nurlanish toʻgʻridan-toʻgʻri boʻlinish hodisasining oʻzi tomonidan ishlab chiqarilmasa ham.

Paydo boʻlgan radionuklidlar turli xil yarim yemirilish davriga ega, shuning uchun radioaktivlik jihatidan farq qiladi. Masalan, stronsiy-89 va stronsiy-90 boʻlinish jarayonida bir xil miqdorda ishlab chiqariladi va har bir yadro beta emissiyasi bilan parchalanadi. Ammo ⁹⁰Sr 30 yillik, ⁸⁹Sr esa 50,5 kunlik yarim yemirilish davriga ega. Shunday qilib, 50,5 kun ichida parchalanish uchun ⁸⁹Sr atomlarining yarmi kerak boʻlib, yemirilishlar boʻlgani kabi bir xil miqdordagi beta zarrachalarini chiqaradi, ⁹⁰Sr atomlarining 0,4% dan kamrogʻi parchalanib, betalarning atigi 0,4 foizini chiqaradi.

Shakllanish va parchalanish

Bitta parchalanadigan atomning boʻlinishi natijasida hosil boʻlgan ikki atomning atom massasining yigʻindisi har doim dastlabki atomning atom massasidan kichikdir. Buning sababi shundaki, massaning bir qismi erkin neytronlar sifatida yoʻqoladi va boʻlinish mahsulotlarining kinetik energiyasi olib tashlangandan soʻng (yaʼni, mahsulotlar reaksiya natijasida hosil boʻlgan issiqlikni olish uchun sovutilgan), keyin bu energiya bilan bogʻliq massa tizimga ham yoʻqolgan va shuning uchun sovutilgan parchalanish mahsulotlarida „yoʻqolgan“ koʻrinadi.

Boʻlinishga oson boʻlgan yadrolar ayniqsa neytronga boy boʻlganligi sababli (masalan, uran-235 nuklonlarining 61% neytronlardir), dastlabki boʻlinish mahsulotlari koʻpincha boʻlinish mahsuloti bilan bir xil massadagi barqaror yadrolarga qaraganda neytronga boyroq boʻladi. masalan, barqaror tsirkoniy-90 56% neytronlar boʻlib, beqaror stronsiy-90 ga nisbatan 58% ni tashkil qiladi. Shuning uchun boshlangʻich boʻlinish mahsulotlari beqaror boʻlishi mumkin va odatda barqaror konfiguratsiyaga oʻtish uchun beta-parchalanishdan oʻtadi va har bir beta emissiyasi bilan neytronni protonga aylantiradi. (Boʻlinish mahsulotlari alfa parchalanishi bilan parchalanmaydi.)

Neytronga boy va qisqa muddatli bir necha boshlangʻich parchalanish mahsulotlari oddiy beta parchalanishi bilan parchalanadi (bu seziladigan yarim umrning manbai, odatda soniyaning oʻndan bir necha oʻndan bir qismidan bir necha soniyagacha), soʻngra gʻalayonlangan neytronning darhol chiqadi. Bu jarayon yadroviy reaktorni boshqarishda muhim rol oʻynaydigan kechiktirilgan neytronlarning manbai hisoblanadi. Birinchi beta-parchalanish tez sodir boʻladi va yuqori energiyali beta zarralari yoki gamma nurlanishini chiqarishi mumkin. Biroq, parchalanish mahsulotlari barqaror yadro sharoitlariga yaqinlashganda, oxirgi bir yoki ikkita parchalanish uzoq yarim umrga ega boʻlishi va kamroq energiya chiqarishi mumkin.

Parchalanish

Uran-235 ning parchalanishi uchun asosiy radioaktiv parchalanish mahsulotlariga yod, seziy, stronsiy, ksenon va bariy izotoplari kiradi. Vaqt oʻtishi bilan tahdid kamroq boʻladi. Radiatsiya maydonlari bir vaqtlar oʻlimga tahdid solgan joylar, masalan, avariyaning birinchi kunidagi Chernobil AESning katta qismi va AQShning Yaponiyadagi atom bombalari sodir boʻlgan nol joylari (portlashdan 6 soat oʻtgach) hozirda nisbatan xavfsizdir, chunki radioaktivlik yuqori boʻlgan. past darajaga tushdi. Koʻpgina boʻlinish mahsulotlari juda qisqa muddatli izotoplar orqali barqaror izotoplarni hosil qilish uchun parchalanadi, ammo radioizotoplarning katta qismi bir kundan koʻproq yarim umrga ega.

Boʻlinish mahsuloti aralashmasidagi radioaktivlik dastlab ¹³¹I va ¹⁴⁰Ba kabi qisqa umr koʻradigan izotoplardan kelib chiqadi; taxminan toʻrt oydan soʻng ¹⁴¹Ce, ⁹⁵Zr/⁹⁵Nb va ⁸⁹Sr eng katta ulushni egallaydi, taxminan ikki yoki uch yildan soʻng eng katta ulush ¹⁴⁴Ce/¹⁴⁴Pr, ¹⁰⁶Ru/¹⁰⁶Rh and ¹⁴⁷Pm tomonidan olinadi. Keyinchalik ⁹⁰Sr va ¹³⁷Cs asosiy radioizotoplar boʻlib, ularning oʻrniga ⁹⁹Tc keladi. Energiya reaktoridan yoki ishlatilgan yoqilgʻidan radioaktivlik chiqarilganda faqat baʼzi elementlar chiqariladi; natijada radioaktivlikning izotopik belgisi ochiq havodagi yadro portlashidan juda farq qiladi, bu yerda barcha parchalanish mahsulotlari tarqaladi.

Adabiyotlar

1. F. William Walker, Dr. George J. Kirouac, Francis M. Rourke. 1977. Chart of the Nuclides, twelfth edition.
2. Paşca, H.; Andreev, A. V.; Adamian, G. G.; Antonenko, N. V. (2018)
3. G. Mushkacheva, E. Rabinovich, V. Privalov, S. Povolotskaya, V. Shorokhova, S. Sokolova, V. Turdakova, E. Ryzhova, P. Hall, A. B. Schneider, D. L. Preston, and E. Ron, „Thyroid Abnormalities Associated with Protracted Childhood Exposure to 131I from Atmospheric Emissions from the Mayak Weapons Facility in Russia“, Radiation Research, 2006,
4. Hala, Jiri; James D. Navratil (2003). Radioactivity, Ionizing Radiation, and Nuclear Energy. Brno: Konvoj