Ich habe ein wenig Wissen über ionisierende Strahlung und war verwirrt darüber, warum Kernreaktoren diese massiven Schilde benötigen. Also, wenn ich mich nicht irre, sind Alpha- und Betastrahlung nicht so gefährlich, da sie mit relativ leichten Materialien abgeschirmt werden können, das Hauptproblem liegt in der Gamma- und Neutronenstrahlung.
Also, welcher benötigt diese starke Abschirmung? Wenn der Reaktor entweder nur Gammastrahlen oder nur Neutronen freisetzen würde, welcher von ihnen würde weniger massives Material benötigen, um auf ein unschädliches Niveau reduziert zu werden?
Alle Zahlen über die Strahlungsdichte, die dieser Schild stoppen muss, werden auch hier sehr hilfreich sein.
Ja, eine starke Abschirmung ist vor allem für Gammastrahlung erforderlich. Neutronenstrahlung (mit Energien, die in Spaltreaktoren zu sehen sind) wird leicht mit Bor-10 (isotopisch angereicherte Borsäure in Wasser) gestoppt.
Während Alpha- und Betastrahlung leichter abzuschirmen sind, ist es noch gefährlicher, wenn Alpha- und Beta-aktive Partikel (Staub) von Menschen verbraucht werden, da sie Sie viele Jahre lang bestrahlen und ihre gesamte Energie von Ihrem Körper verbraucht würde. Daher ist es offensichtlich wichtig, radioaktives Hochdruckmaterial im Inneren des Reaktors physisch einzuschließen.
Bezüglich der Abschirmung von Gammastrahlung: Sie wird normalerweise durch Materialien mit hoher Atommasse (Blei, abgereichertes Uran usw.) erreicht. Es kann mit leichteren Materialien mit vergleichbarer Masse durchgeführt werden (dh ein Wasserschild muss ~ 10-mal dicker sein als ein Bleischild). Abhängig von der Energie der Gammastrahlen benötigen Sie möglicherweise etwa 1-10 cm Blei, um 50 % der Gammastrahlung zu verbrauchen. Einige weitere Details sind hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_ray#Shielding
Ich bin kein Experte und ich weiß, dass wir einige Leute auf der Website haben, die viel eher Experten sind, aber es gibt einige Punkte, die ich anbieten kann, um Sie zu überbrücken.
Ein großer Teil der bei der Reaktorkonstruktion getroffenen Vorkehrungen dient dem Schutz für den Fall, dass etwas schief gelaufen ist, und nicht notwendigerweise im Verlauf eines typischen Betriebs.
Es wird auch viel darüber nachgedacht, aktiviertes Material einzuschließen: Die Primärstrahlung kann Atome in der Nähe des Kerns umwandeln. Manchmal sind die entstehenden Atome selbst radioaktiv. In Ermangelung sorgfältiger Tests und streng durchgesetzter Verfahren können diese Materialien dann durch die Bewegung von Luft, Menschen, Maschinen oder Wasser aus dem Eindämmungsbereich getragen werden. Vor allem Wasser, denn das Primärwasser muss durch einen Wärmetauscher gepumpt werden, um die Energie auf den Sekundärkreislauf zu übertragen, was viele Gelenke und bewegliche Teile bedeutet.
Die hohen Temperaturen und Drücke im Wassersystem können für die Ausrüstung brutal sein (dies ist bei allen Dampfkraftsystemen der Fall, aber es ist schwieriger, es danach zu reinigen, wenn das Wasser tritiiert ist).
Wenn der Brennstoff aus den Brennstäben (auch nur einem) selbst austritt, müssen Sie eine große Menge Material beseitigen.
Von der Konstruktion des Sicherheitsbehälters wird typischerweise erwartet, dass er Schutz gegen Aufprall durch große Fahrzeuge und Angriffe mit moderaten Mengen an Sprengstoff bietet.
Abanob Ebrahim
BarsMonster
Lukas