docZastosowanie promieniotwórczości i energii jądrowej
download 
Reklamacja Transkrypt
Zastosowanie promieniotwórczości i energii jądrowej
Zastosowanie promieniotwórczości i energii jądrowej Promieniotwórczość to nie tylko klasyczne elektrownie jądrowe i bomby atomowe, z czym zapewne się przede wszystkim kojarzy. Promieniotwórczość i energia atomowa są ściśle związane z naszym dzisiejszym życiem, znajdując szerokie zastosowanie w przemyśle, medycynie i nauce. Medycyna Jedną z pierwszych dziedzin, która wykorzystała i w coraz większym stopniu wykorzystuje promi eniotwórczość jest medycyna, i to zarówno w diagnostyce, jak i terapii. Niedługo po odkryciu promieni X pod koniec XIX wieku oraz wyizolowaniu czystego radu przez małżeństwo Curie, wysokoenergetyczne promieniowanie na stałe zagościło w medycynie. Przykładem zastosowania diagnostycznego jest scyntygrafia, czyli badanie pozwalające na ocenę czynności narządów. Najczęściej do tego celu wykorzystywany jest izotop technetu 99mTc – jego krótki czas rozpadu – ok. 6 godzin pozwala na szybkie wydalenie radioizotopu z organizmu oraz minimalizuje ryzyko ewentualnych powikłań. Pacjentowi podawany jest izotop, który w połączeniu z odpowiednio dobranym związkiem chemicznym gromadzi się w danym narządzie. Następnie lekarz na monitorze obserwuje drogi przepływu izotopów oraz miejsca, gdzie jest gromadzony. W przeciwieństwie do badania rentgenowskiego, które lepiej obrazuje strukturę narządu, scyntygrafia pozwala na dokładniejsze zdiagnozowanie jego czynności oraz wczesnego wykrycia ewentualnych nieprawidłowości. Z kolei w terapii promieniotwórczość znalazła swoje miejsce przede wszystkim w leczeniu nowotworów, poprzez napromieniowanie promieniowaniem jonizującym. Do tego celu wykorzystywane jest urządzenie o groźno brzmiącej nazwie „bomba kobaltowa”, które wykorzystuje izotop kobaltu 60Co do napromieniowania złośliwych tkanek. Oprócz zastosowania medycznego, źródło to, wykorzystywane jest także do wykrywania wewnętrznych wad metali i ich stopów, czyli tzw. defektoskopii, co ma kluczowe znaczenie np. przy konstrukcji i testowaniu choćby samolotów. Izotopy strontu 89Sr, fosforu 32P oraz samaru 153Sm, po wprowadzeniu bezpośrednio do organizmu pacjenta, pomagają leczyć niektóre, niepodatne na inne metody leczenia nowotwory, jednocześnie zmniejszając ból, który im towarzyszy. Lista stosowanych radionuklidów w medycynie, zarówno w diagnostyce jak i terapii, jest ciągle rozwijana, a w połączeniu z dokładną weryfikacją ewentualnych skutków ubocznych, pozwala na http://elektrownia-jadrowa.pl/ 1 bezpieczne i efektywne diagnozowanie oraz leczenie chorób. Nauka Poza medycyną, promieniotwórczość znalazła swoje miejsce m. in. w nauce. Radioizotop węgla 14C wykorzystywany jest do datowania wykopalisk archeologicznych, paleontologicznych oraz próbek geologicznych. Idea badania polega na ilościowej ocenie proporcji pomiędzy radioizotopem 14C, a trwałymi izotopami węgla w badanej próbce. Zakłada się, że organizmy żywe pochłaniają węgiel z atmosfery w takich proporcjach, w jakich on w niej występuje. Po śmierci organizmu, ilość izotopów trwałych pozostaje stała, natomiast zmianie na skutek rozpadu, ulega ilość izotopu promieniotwórczego. Znając zatem czas połowicznego rozpadu izotopu 14C, który wynosi ok. 5700lat, oraz stosunek izotopu trwałego do izotopu 14C, możliwe staje się określenie wieku badanego materiału. Żywność Promieniotwórczość w wielu krajach wykorzystuje się również do utrwalania żywności. Promieniowanie niszczy drobnoustroje, hamuje procesy gnilne, dzięki czemu zapobiega zatruciom oraz wydłuża okres przydatności produktów do spożycia. Żywność utrwalona radiacyjnie posiada niezmienione podstawowe składniki odżywcze, jednocześnie pozostawiając jej aktywność na bezpiecznym dla zdrowia poziome. Dla przykładu, we Włochach pod Warszawą znajduje się działająca w ramach Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej Stacja Radiacyjnego Utrwalania Płodów Rolnych, która w ten sposób utrwala pieczarki, przyprawy oraz suszone warzywa. Zapewne niewielu z nas zdaje sobie sprawę, że energia atomowa może okazać się zbawienna dla tych regionów świata, w których brakuje wody pitnej. Idea polega na wykorzystaniu energii z elektrowni jądrowych w momentach ich mniejszego obłożenia, wykorzystując nadwyżki produkcyjne do odsalania wody morskiej. Metoda ta od wielu lat jest stosowana w wielu miejscach, dostarczając codziennie ogromne ilości wody pitnej. Dzięki promieniotwórczości, i związanej z nią produkcją ciepła, możliwe stało się zbudowanie mini-elektrowni. Urządzenie zwane radioizotopowym generatorem termoelektrycznym zamienia ciepło wytworzone w wyniku przemian jądrowych bezpośrednio na energię elektryczną. Ze względu na niezwykłą ilość energii dostępnej w niewielkiej masie radioizotopu, pozwala ono na bezustanne dostarczanie energii przez wiele dziesiątek lat, przy zachowaniu całkowitej bezobsługowości. Ze względu na te cechy, znajduje ono zastosowanie między innymi jako źródło energii elektrycznej na pokładzie sond kosmicznych, podróżujących z daleka od Słońca, gdy wykorzystanie baterii słonecznych staje się nieefektywne. Tego typu generatorów użyto również przy budowie niektórych bezzałogowych latarni morskich i boi, a jego miniaturową wersję odnaleźć można w dawnych rozrusznikach serca, gdy nie było dostępnych baterii o odpowiedni http://elektrownia-jadrowa.pl/ 2 długiej żywotności. Pozostałe zastosowania Energia jądrowa z sukcesem napędza łodzie podwodne, lodołamacze i lotniskowce i to już od kilkudziesięciu lat. Pierwszym atomowym okrętem podwodnym był zwodowany w 1954 roku USS Nautilus (SSN-571), pierwszym lodołamaczem – zwodowany w 1959 roku radziecki Lenin, a pierwszym lotniskowcem – ponownie amerykański Enterprise z 1961. Na morzach wykorzystuje się wyłącznie reaktory typu PWR. Zupełnie nowe podejście do energetycznych reaktorów jądrowych zaprezentowali inżynierowie z amerykańskiego Narodowego Laboratorium Los Alamos. Opracowali oni miniaturową wersję elektrowni jądrowej, która po zakopaniu pod ziemią mogłaby zasilać około 10 000 gospodarstw domowych nieprzerwanie przez okres 30 lat. Do niepodważalnych zalet takiego rozwiązania należy cena (po przeliczeniu na jedno domostwo wynosi ok. 2 500 USD), szybkość i dostępność instalacji (kilka tygodni, elektrownię można będzie przewieźć w dowolne miejsce odpowiednio zmodyfikowaną ciężarówką) a także całkowita bezobsługowość instalacji. Pierwsze takie minireaktory mogą zacząć pracować już za kilka lat. Mobilnym projektem elektrowni jądrowej, mogą również pochwalić się Rosjanie, którym jest pływająca stacja jądrowa. Budowę pierwszej, o mocy 70 MW - Akademika Lomonosova rozpoczęto w 2007 roku a jej zakończenie planowane jest na 2011 rok. Stacje jądrowe mają być budowane w stoczniach, a następnie holowane (nie będą posiadały własnego napędu) do punktów przeznaczenia, gdzie będą stanowiły źródła zasilania dla miasta bądź przedsiębiorstwa. Oprócz wymienionych powyżej zastosowań promieniotwórczości, wykorzystywana jest ona również między innymi przy: sterylizacji sprzętu medycznego, modyfikacji materiałów (np. materiały termokurczliwe) i poszukiwaniu złóż mineralnych czy budowie czujników dymu. Promieniotwórczość i energia jądrowa są nieodłącznym elementem dzisiejszego świata. http://elektrownia-jadrowa.pl/ 3
