Menu

Magátalakítás

periodus

Radioaktív izotópok előállítása

A radioaktív izotópok az élet nagyon sok területén felhasználhatóak. Különböző izotópokat használnak a mezőgazdaságban, iparban, a tudományos kutatásokban és az orvosi gyakorlatban is. A természetesen radioaktív izotópfajták száma és mennyisége azonban nagyon kicsit, ezért a széles körű felhasználás csak a mesterségesen előállított radioizotópok segítségével vált lehetségessé.

A több mint 1300 radioaktív izotópból azt a közel 300-at, amelyet a mindennapi gyakorlati felhasználásra nagy mennyiségben rendelkezésre áll, kevés kivételtől eltekintve neutron-magreakciók segítségével, legtöbbször atomreaktorban állítják elő.

 

Új hasadóképes izotópok előállítása

A természetben nagy koncentrációban csak egy olyan izotóp van – a természetes urán 0,7%-át kitevő 235U – amely lassú neutronok hatására hasad. Ha csak ez állna rendelkezésre a magenergia hasznosításában, akkor a készletek nagyon rövid időn belül elfogyhatnának. Éppen ezért szükséges, hogy a neutron-magreakciók révén további olyan izotópokat állítsanak elő, amelyek szintén képesek hasadni lassú neutronok hatására. Legfontosabb mesterségesen előállított hasadóképes izotópok: 233U, 239Pu, 241Pu, ezek az atomreaktorban nagy mennyiségben keletkeznek.

 

A hosszú felezési idejű izotópok átalakítása rövidebb felezési idejűekké – transzmutáció

Ha az uránt intenzív neutronsugárzásnak tesszük ki, akkor abban a neutron-magreakciók hatására az eredetitől eltérő tulajdonságú új izotópok keletkeznek. A felhalmozódó radioizotópok az eredetileg gyakorlatilag inaktív urániumot igen erős sugárforrássá alakítják. Az atomreaktor igen erős neutronforrás éppen ezért a működés hatására a radioizotópok felhalmozódnak. Éppen ezért az éves karbantartás alatt a reaktorból az átrakás során kivett ún. kiégett üzemanyag nagyon erős sugárforrás. A sötétzöld szervezetek az atomenergia ellenes szlogenjeikben többek között ezt emelik ki, főleg a hosszú felezési idejű radioizotópok esetében.

A hasadási termékek egy része nem túl hosszú felezési idővel rendelkezik, de van néhány olyan hasadási termék, amely nagy mennyiségben keletkezik a reaktorban és a felezési ideje is nagyon hosszú. Például a 99Tc felezési ideje 2,1*105 év, az 129I esetében pedig 1,6*107 év.

A domináns transzurán izotópok közé tartozik a 239Pu, 240Pu, 241Pu, 242Pu izotóp, amelyeket kiégett üzemanyag újrafeldolgozása, reprocesszálása révén újra felhasználhatók üzemanyagként. Emellett nagyon sok másodlagos transzurán izotópot tartalmaz a kiégett üzemanyag. Ezek az izotópok alapvetően határozzák meg, befolyásolják a kiégett üzemanyag radioaktivitását. Például a 237Np izotóp felezési ideje 2,14*106 év, a 242Pu izotópé pedig 3,79*105 év.

A tudomány megoldást talált a hosszú felezési idejű izotópok kezelésére. Neutron magreakciók segítségével valamennyi hosszú felezési idejű radioizotóp átalakítható rövidebb felezési idejű izotóppá. Ezt az eljárást nevezzük transzmutációnak.

A gyorsneutronokra valamennyi hosszú felezési idejű transzurán izotóp hasadóképes, ezért az átalakítás leghatékonyabb eszköze a gyorsneutronokkal történő hasítás.

 


Hozzászólások

ugrás az oldal tetejére