Решение: Безопасность выбросов радиоизотопов
Статья к заданиюМирный атом
Мирный атом
Использование атомной энергии началось практически одновременно с созданием ядерного оружия. Началом мирного применения принято считать 1954 г., когда в подмосковном Обнинске заработала первая в мире атомная электростанция (АЭС). В настоящее время на атомных электростанциях вырабатывается одна десятая всей производимой на планете электроэнергии. В 31 стране мира сегодня работают 192 АЭС.
В отличие от ядерной бомбы, при взрыве которой происходит неуправляемая цепная реакция деления атомных ядер с одномоментным высвобождением колоссального количества энергии, в ядерном реакторе происходит регулируемая ядерная реакция деления.
Стальной корпус ядерного реактора помещён в железобетонную герметичную оболочку. Как правило, в большинстве типов реакторов в качестве топлива применяется уран – 235 или плутоний – 239. В процессе реакции деления ядер выделяется большое количество энергии в виде тепла, которое нагревает теплоноситель. Для производства водяного пара на АЭС применяются парогенераторы. Пар из парогенератора поступает на турбину, в которой энергия пара преобразуется в механическую работу – вращение вала турбины, – а он уже вращает ротор электрогенератора. Прошедший через турбину пар поступает в конденсатор. Здесь пар охлаждается, конденсируется и превращается в воду.
В паровой турбине потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного пара преобразуется в энергию кинетическую, которая, в свою очередь, преобразуется в механическую работу. Теперь механическая энергия превратилась в электрическую. Конденсатор охлаждается большим количеством воды из внешнего открытого источника, например водохранилища или пруда-охладителя.
Каждая АЭС имеет одну или несколько высоких труб, через которые выводятся газоаэрозольные выбросы. В основном это радиоактивные изотопы инертных газов — аргон-41, криптон-87 и ксенон-133. Какими свойствами должны обладать эти радиоактивные изотопы, чтобы такие выбросы не представляли опасности для окружающей среды?
Решение по шагам
4 шагаОпасность радиоактивного выброса определяется продолжительностью существования радиоактивного вещества и интенсивностью его излучения.
Если период полураспада изотопов небольшой, их активность быстро уменьшается, поэтому время воздействия на окружающую среду оказывается коротким.
$$A(t)=A_0\cdot 2^{-t/T_{1/2}}$$Инертные газы химически малоактивны, поэтому не образуют устойчивых соединений и не должны накапливаться в почве, воде и организмах.
Следовательно, безопасными будут изотопы с малым периодом полураспада, быстро распадающиеся и не накапливающиеся в окружающей среде.
Радиоактивные изотопы должны иметь небольшой период полураспада, быстро терять активность и не накапливаться в окружающей среде и организмах. Их химическая инертность препятствует образованию устойчивых соединений и включению в природные цепи.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указание только на то, что изотопы являются инертными газами, без объяснения значения этого свойства.
Утверждение, что изотопы вообще не должны быть радиоактивными.
Отсутствие свойства, связанного с быстрым уменьшением радиоактивности.
Путаница между периодом полураспада и временем полного исчезновения радиоактивности.