Az atomerőművekben, mi lesz a fűtőelemekből? Miben más a kiéget és a még nem kiéget fűtőelem? Miben változnak meg?

#8 és #11

Kezdjük talán azzal, hogy a bomlás és a hasadás két teljesen különböző dolog.

Mind az U235, mind az U238 alfa sugárzó. BOMLÁS során az U235-ből Th231, az U238-ból Th234 lesz. Ezek persze tovább bomlanak, lásd a gugliban a bomlási sorok fejezetet :)

A reaktorban azonban főleg HASADÁS során keletkezik energia.

Az U235 és az U238 is képes hasadásra. Közülük azonban csak az U235 az, amelyik termikus (lassú, vagy kis energiájú) neutron befogását követően nagy valószínűséggel elhasad. Mivel hasadáskor az atommag konkrétan szétesik 2 db kisebb atommagra, a hasadás során szinte bármi keletkezhet ami csak a periódusos rendszerben megtalálható. A jellemző azonban az, hogy az U235 magja egy kisebb, 90-100 tömegszám körüli magra, és egy nagyobb, 130-140 tömegszám körüli magra hasad. A hasadás során keletkező atommagok tömegszám szerinti eloszlását mutatja a lenti linken levő 2 púpú görbe.

[link]

Mivel a kisebb magok összetartásához kevesebb neutron kell, mint a nagyobbakéhoz, ezért a hasadásban keletkező magok mindegyike neutrontöbbletes és ß- bomló. Ezért van az, hogy a kiégett fűtőelem nagyon erősen radioaktív. (szemben a friss, még nem besugárzott üzemanyaggal ami kézzel is kezelhető)

kép: [link]

Az U238 csak nagy energiájú neutron hatására képes elhasadni, és az U235-nél sokkal kisebb gyakorisággal. Gyakori viszont, hogy befog neutront, ezzel U239 lesz belőle ami viszont ß- bomló, és a bomlása során először Np239, majd Pu239 lesz belőle. A Pu239 az U235-höz hasonlóan könnyen hasad termikus neutron hatására. Atomerőművekben is, a kampány vége felé (amikor már viszonylag kevés U235 maradt a fűtőelemekben) a felszabaduló energiának egy elég komoly arányát a Pu239 hasadása adja.

#Eredeti kérdés

Abban változik meg, hogy a neutronbesugárzás hatására a benne lelő atommagok változatos fizikai folyamatok során (hasadás, bomlás, neutronbefogás) átalakulnak más magokká. Lényegében megváltozik a fűtőelem anyagösszetétele. Az újonnan keletkező atommagok szinte mindegyike radioaktív, ezért a kiégett fűtőelem erősen sugároz.

#6

Létezésünkkel, tevékenységünkkel, így vagy úgy, de mindenképpen befolyásoljuk az unokáink és későbbi leszármazottaink életkörülményeit.

De ha már mindenképpen befolyásoljuk, szerintem inkább hagyjunk rájuk valamennyi radioaktív matériát, amivel esetleg kezdeniük kell valamit, mint egy élhetetlen bolygót, ahol a mostaninál 6 fokkal nagyobb az átlaghőmérséklet és 2 méterrel magasabb a tenger.

Van ott gamma is bőven. ß bomlás után a magok legtöbbször gerjesztett állapotban maradnak és a feleslegtől gamma-sugárzás formájában szabadulnak meg.

Itt egy példa bomlási séma egy gyakori jószágról:

[link]

További szép bomlási sémákat lehet nézegetni ha beírod a gugli képkeresőjébe, hogy decay schemes

[link]

Az őröket sem, meg a környék lakosságát.

Azt olvastam, hogy a csernobili körzetben, amit nem telepítettek ki, van mezőgazdaság és az ott termelt terményeket, a kolbászt, elosztják az ország területén, csökkentve a dózist, de azért nem túl egészséges dolog ez, még ha gazdaságos is valamennyire.

"De ha a kiégett fűtőelemek béta sugárzást bocsátanak ki akkor azt a sugárzást nem lehetne meg állítani aluminium lemezzel? vagy túl erősen sugároz?"

Igen jól érzed az intenzitása nem mindegy.

Az alulemezt is csak demonstrációs példaként szokták felhozni hogy milyen vastagság felezi meg egy adott intenzitású sugárzást.

Ha nagyon nagy az intenzitás akkor ez nem túl jó védelem.

És ahogy egyik előző is írta gammával párosul. Amire meg azt a példát szokták felhozni hogy 15m ólom felezi csak meg az intenzitását. Mert a gamma ellen nehezebb védekezni.

Az atomerőművek ezért trükköt használnak, maga a reaktortartály egy speciális lassan hűtött és ezért nagy kristályos acélötvözet, belseje fel is van polírozva! Ez így gamma tükörként viselkedik. Azaz befelé visszaveri a gamma java részét, és az így odabent pattogva disszipálódik el, nem kevés energiát szolgáltatva. Plusz megvédve mindenkit a haláltól. Ezt ha valaki megfogja (belül), valamivel megüti a sérülés helyén egy kvázi "lyuk" lesz ahol egy intenzív gamma sugár léphet ki. Az ilyen "sérülést" aztán tényleg csak sok méter ólommal lefedve lehet tovább üzemeltetni az erőművet.

Illetve az előbbi az oka hogy egy reaktorkörül elegendő egy pár centis acéltartály, egy ólomlemez és pár méter speciális baritos "nehéz" vasbeton burkolás. Enélkül minden reaktort még plusz 30 méternyi ólomba kellene burkolni és még így is halnának körülötte szépen.

#20

Bocs, de hol olvastad ezt a sok sületlenséget?

A reaktortartály, aminek a falvastagsága kb. 20 cm, elsősorban egy nyomástartó edény. Arra szolgál, hogy egyben tartsa a reaktort, amiben a víz üzem közben kb. 300 fokos és több mint 120 bar nyomású.

A belsején a plattírozás (<facepalm> "fel van polírozva") korrózióvédelemként szolgál. A gamma fotonokat kicsit sem hatja meg.

Persze a tartály maga is elnyel valamennyi gammát, de ami a gamma- és neutron-sugárzás elnyelésére szolgál egy atomerőműben, az a a tartályt körülvevő, több méter vastag beton. A tartály közelében speciális nehézbeton, a körül meg közönséges beton.

Ólomlemez nincs.