Про радиоактивность

20 December 2018

Радиоактивность – самая большая проблема атомной энергетики с точки зрения благосклонного восприятия ее обществом. Радиоактивные отходы, несмотря на чрезвычайно малое их количество в весовом и объемном выражении, вызывают фантомную боязнь людей и неприятие использования атомной энергии. Несмотря на практически полное отсутствие достоверных данных об опасности радиоактивности в небольших количествах, ее боязнь подобна клаустрофобии (боязнь замкнутого пространства). В кругах приверженцев атомного производства энергии часто можно услышать мнение, что людей надо образовывать и объяснять им, что радиоактивность – вещь повсеместная и не так опасна, как о ней думают. Конечно, следует всячески стремиться к уменьшению такого неприятного воздействия на человека, но ставить из-за этого развитие атомной энергетики под сомнение не следует. Попробуем немного разобраться в этом вопросе. На графике в голове поста приведены графики радиоактивности облученного топлива реактора ВВЭР после извлечения из реактора в сравнении с радиоактивностью природного урана в количестве, которое потребовалось, чтобы сделать это топливо. Чтобы получить единицу топлива, природного урана по массе надо взять примерно в 6 раз больше. Природный уран в природе находится в вековом равновесии и его радиоактивность складывается из радиоактивности всех изотопов, в которые он распадается пока не перейдет в стабильный свинец.

Как видно из графика радиоактивность продуктов деления спадает по времени быстрее всех, но все равно остается примерно в 100 раз выше природной радиоактивности даже через 1000 лет. Это обусловлено тем, что среди продуктов деления есть некоторые изотопы с очень большим периодом полураспада, например, Tc-99 имеет период полураспада около 200 тыс. лет.

Таких изотопов очень мало среди продуктов деления. Вообще, изотопов, которые получаются в результате деления около 1500. Подавляющее большинство их имеет короткий период полураспада и быстро превращаются в стабильные. Некоторые из продуктов деления уже сейчас оцениваются как крайне ценные. Тот же Tc-99, но его другой изомер имеет период полураспада около 6 суток и активно используется в медицине.

Еще одна компонента радиоактивных материалов в облученном топливе – это так называемые минорные актиниды америций, кюрий и т.д. С атомным номером старше урана. Заметное количество этих изотопов получается в уран-плутониевом топливном цикле. На графике видно, что именно они через 200 лет являются главными источниками радиоактивности. Неприятность их присутствия еще связывают и с тем, что это искусственные изотопы, их нет в природе. Они потенциально могут встроиться в какую-либо ДНК и привести к мутации с появлением ужасной бациллы. По этой причине возникла программа трансмутации облученного топлива, которая предполагает уничтожать путем деления минорные изотопы в ядерном или термоядерном реакторе.