Menu

Atomtechnika – a sugárvédelem anyagai

Atomtechnika_–_a_sugárvédelem_anyagai
A békés célú atomenergia felhasználás egyik legfontosabb feladata a sugárvédelem maximális biztosítása, hiszen az atomreaktor egy hatalmas sugárforrás, emellett pedig a hűtővíz és valamennyi olyan berendezés, amely érintkezésbe kerül a hűtővízzel és a radioaktívan szennyezett levegővel.

 

A sugárforrások mind a sugárzás fajtája, mind annak spektruma és erőssége szempontjából igen eltérnek egymástól. Külső sugárzásként gyakorlatilag csak a gamma és a neutronsugárzástól szemben kell védekezni. A gamma-sugárzás intenzitását annál hatékonyabban gyengíti az anyag, minél nagyobb a rendszáma és a sűrűsége. A neutronsugárzás elleni védelemnél számításba kell venni azt is, hogy a gyorsneutronokra vonatkozó befogási hatáskeresztmetszet kicsi, éppen ezért a védelmi anyagokkal szembeni követelmény a jó neutronlassító képesség és a termikus neutronokra vonatkozó nagy befogási keresztmetszet.

 

Általános követelmények az atomreaktor körüli sugárvédelem anyagaival kapcsolatban

 

  • térben és időben meghatározott koncentrációjú hidrogéntartalom, fontos az is, hogy a hidrogéntartalom ne nagyon legyen hőmérsékletfüggő;
  • a neutronok lassítása és abszorpciója során keletkező gamma-fotonok száma és energiája minél kisebb legyen;
  • megfelelő szerkezeti szilárdság, sugárállóság, hőállóság;
  • a lehető legnagyobb hővezető-képesség és a lehető legkisebb hőtágulási tényező, hogy a védelmi falon belül kialakuló hőmérsékletesés és a hőfeszültség kicsi legyen stb.

A sugárvédelemben használatos legfontosabb anyagok közé tartozik a víz, a fémhibridek, a bórgrafit, a kadmium, a vas, az ólom, az urán és a beton

Víz: Hatékonyan lassítja a gyorsneutronokat és a lelassult neutronokat abszorbeálja, ezért elsősorban a neutronsugárzás elleni védelemként használatos. A neutronelnyelés bórsav adagolásával fokozható.

Fémhibridek: Nagy hidrogéntartalmú és nagy sűrűségű anyagok, egyes fémhibridben a hidrogénkoncentráció nagyobb, mint a vízben, ezért a neutronsugárzást hatékonyan gyengítik. Számos más hibrid pedig a gamma-sugárzás ellen is hatásos védelmi anyag.

Bórgrafit: Különösen a termikus neutronok intenzitását gyengíti hatékonyan. Grafittartalma miatt a gyorsneutronok fluxusát is megfelelően gyengíti.

Vas: Önmagában főként a gamma-sugárzás elleni védelemként használatos. Neutronsugárzás ellen kevésbé hatásos, de vízzel kombinálva ilyen szempontból is megfelelő. Hátrányként említhető, hogy az acélban neutronsugárzás hatására radioaktív izotópok keletkeznek.

Ólom: Jól megmunkálható, nagy rendszáma és sűrűsége miatt a gamma-sugárzással szemben kitűnő védelmi anyag

Beton: Atomerőművek esetében a legelterjedtebb védelmi anyagok. A beton hatékonyan gyengíti a neutron és a gamma-sugárzást is. A reaktorból származó kevert sugárzás tulajdonságai miatt különféle betonfajták alkalmazása válik szükségessé. Ha a kevert sugárzásban a gamma-sugárzás dominál, akkor a sűrűség növelésével, ha a neutronsugárzás a fő alkotó, akkor a víztartalom növelésével fokozható a védelem hatékonysága. Előnyős kombináció adódhat akkor, ha a víztartalmat nagy sűrűséggel kombináljuk. Lehetséges adalékanyagként említhető a közönséges beton adalékanyagai, nehéz adalékanyagok, víz és bórtartalmú adalékanyagok.

 


Hozzászólások

ugrás az oldal tetejére