История развития ядерных технологий. Реферат История развития ядерных технологий

• Название: Реферат История развития ядерных технологий
• Анкор: История развития ядерных технологий
• Дата: 04.12.2021
• Размер: 0.93 Mb.
• Имя файла: История развития ядерных технологий.docx
• Тип: Реферат; #291318

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Обнинский институт атомной энергетики –
филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
(ИАТЭ НИЯУ МИФИ)

Реферат

История развития ядерных технологий

Выполнил студент ТД-Б18з __________________
Проверил преподаватель ЯФиТ(О) __________________ Данилов П.А.

Обнинск, 2021 г.

Содержание

Введение 4

1.Основные этапы развития ядерных технологий 5

2.История развития ядерной медицины 14

3.История развития радиационных технологий в науке, промышленности и сельском хозяйстве 15

3.1.Активационный анализ 15

3.2.Ядерная хронология 16

3.3.Радиоактивные трассеры (индикаторы) 17

3.4.Ядерные технологии в сельском хозяйстве 18

3.5.Системы безопасности 19

3.6. Применения ядерных технологий в промышленности 19

Заключение 22

Список литературы 25

Введение

Достаточное энергообеспечение является необходимым условием нормального функционирования экономики, а дефицит энергии – сдерживающим фактором устойчивого экономического развития. Хорошо известно эмпирическое соотношение, в соответствии с которым для обеспечения 1% прироста национального валового продукта необходимо обеспечить увеличение производства и потребления энергии на 0,5-1,5%. Само по себе энергообеспечение представляет производственную от масштаба экономики и уровня социально-экономического развития страны.

Для обеспечения человечества энергией требуется в наличие энергоресурсов и технологий по их преобразованию в конечные, потребляемые формы энергии. Энергоресурсы и спрос на них распределены в мире неравномерно в зависимости от геолого-географических особенностей стран. Вследствие этого экономическое развитие мира осуществляется за счёт активной мировой торговли энергоресурсами, которая обеспечивает необходимые потоки от ресурсоизбыточных к ресурсодефицитным регионам.

Отметим одну принципиальную тенденцию использования энергоресурсов в истории человечества, обусловленную необходимостью роста производительности труда. По мере развития индустриальной и техногенной цивилизации происходил переход к использованию всё более концентрированных источников энергии, что характерно не только для энергетики, но и всей деятельности человека в целом. В наиболее яркой форме это отражено в развитии военной техники. Параллельно происходит процесс, обусловленный ростом плотности энерговыделения, который неизбежно связан с необходимостью роста единичных мощностей энергоустановок.

Этими тенденциями отчасти обусловлена смена доминирующих энергетических ресурсов за последние 150 лет:

дрова  уголь  нефть  газ

В начале XXI века мировая энергетика развивается по «углеводородной» траектории, заданной ещё в прошлом столетии. Однако, в обозримом будущем такая траектория таит в себе серьёзные риски как для ведущих национальных экономик, так и для всей глобальной экономической системы. Это вынуждает искать способ защиты от данных рисков путём развития энергосберегающих технологий, альтернативных источников энергии, в первую очередь в атомной энергетике.

1. Основные этапы развития ядерных технологий

Знакомство с историей развития ядерной науки и технологии позволяет лучше понять присущие ей современные реалии.

XX век стал переломным для науки: на смену классической механике пришли квантовые представления, развитые М. Планком, А. Эйнштейном, Э. Шредингером, Н. Бором, В.К. Гейзенбергом и другими выдающимися учёными.

В 1895 году немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген,



Рис. 1. Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923)

работая с катодными лучами, обнаружил, что при их столкновении со стеклом трубки возникаем некоторое излучение, способное проникать сквозь материальные преграды. Поскольку Рентген не смог определить, какого рода это излучение, он назвал его «х-лучами». Новый тип излучения позволял увидеть внутреннее строение предметов и быстро нашёл применение в медицине.

Французский физик Антуан Анри Беккерель заметил, что сульфат урана, выставленный на свет, затем начинал светиться в темноте. Позже он выяснил, что это соединение излучает «х-лучи».



Рис. 2. Антуан Анри Беккерель (1852-1908)

В 1896 г. в ходе дальнейших исследований Беккерель обнаружил, что сульфат урана испускает похожие на рентгеновские лучи постоянно, вне зависимости от того, выставляют его на солнечный свет или нет. Так же он обратил внимание на то, что эти лучи заставляют чернеть фотопластинку даже в том случае, если она заворачивалась в чёрную бумагу. Беккерель назвал это явление радиацией.

В 1898 году французский учёный польского происхождения Мария Склодовская-Кюри совместно со своим мужем Пьером Кюри определила, что источником радиации был именно атом урана, то есть любое соединение урана испускает излучение. Позже она назвала открытое ею свойства урана радиоактивностью и стола ясно, что открытый Й.Я. Брцелиусом в 1929 году торий также радиоактивен.


Рис. 3. Мария (1867-1934) и Пьер Кюри (1856-1906)

Было установлено, что это излучение неоднородно по составу. В 1899 году Беккерель и другие показали, что под воздействием магнита часть излучения отклоняется в сторону, тогда как другая часть излучения распространяется по прямой линии. Кроме того, было установлено, что отклоняющиеся в магнитном поле лучи делятся на два потока в электрическом поле, то есть имеют в своём составе положительно и отрицательно заряженные частицы.

Английский физик Эрнест Резерфорд назвал первый вид радиации «-лучами», а второй «-лучами». Излучение не отклоняющееся в магнитном поле, вскоре назвали «-лучами». Было выяснено, что -лучи подобны обычному свету, но их волны короче рентгеновских лучей.

Резерфорд в 1900 году установил, что -лучи – это потоки электронов и в 1906 году он же показал, что -лучи – потоки ядер гелия без электронных оболочек.



Рис. 4. Эрнест Резерфорд (1871-1937)

Открытие явления радиоактивности дало мощный толчок развитию атомной физики. В 1906 году. Э. Резерфорд провёл эксперимент с облучением золотой фольги -частицами, позволивший ему в 1911 году предложить ядерную модель атома.

В 1902-1907 гг. Э. Резерфорд и его сотрудник Фредерик Содди показали существование радиоактивных рядов (последовательностей радиоактивных элементов, каждый последующий элемент в которых образуется из предыдущего путём распада с испусканием - или -частицы). При излучении этих рядов были обнаружены атомы, которые по химическим свойствам были идентичны известным химическим элементам, но распадались или значительно быстрее, или значительно медленнее их. В 1913 году Содди назвал атомы, которые находились на одном и том же месте в Периодической таблице элементов, но имели различные радиоактивные свойства, изотопами. В 1935 г. американский физик Артур Джефри Демпстер (1886-1950) обнаружил в природной смеси ядер урана 0,7% изотопа ²³⁵U.

В это время большое внимание уделялось изучению состава атомного ядра. В 1914 г. Резерфорд, пытаясь выбить положительный электрический заряд из массы ядер водорода, сделал вывод, что это невозможно. Стало очевидно, что положительный заряд неразрывно связан с ядром атома водорода. Резерфорд назвал ядра водорода протонами и предположил, что ядра остальных элементов также состоят из протонов.

К тому времени стало ясно, что ядра способны самопроизвольно изменяться, и этот процесс является вероятным неуправляемым. В 1919 г. Резерфорд показал, что и человек может изменять структуру ядра, бомбардируя -частицами ядра азота, превратив ядро азота в ядро кислорода.

В 1934 г. французские физики Фредерик и Ирен Жолио-Кюри получили первый искусственный изотоп фосфор-30 методом бомбардировки ядер ²⁷Al -частицами.



Рис. 5. Ирен (1897-1956) и Фредерик (1900-1858) Жолио-Кюри в лаборатории

Начиная с 1934 г., в физических лабораториях разных стран мира были получены тысячи ядер, не существовавших в природе.

В 1920-х гг. теория строения атома начала испытывать трудности, связанные с открытием ядерного спина. Теоретически проблема могла быть решена введением в ядро третьего вида частиц с массой равной массе протона и нулевым зарядом, - учёные искали эту частицу, названную в последствии нейроном. Свойства нейрона таковы, что он практически не взаимодействует со средой, из-за чего его очень трудно заметить; однако нейроны способны выбивать протоны из лёгких ядер, что было отмечено в опытах супругов Жолио-Кюри в 1932 г. к сожалению, они интерпретировали появление протонов как новое свойство -лучей. По их мнению, -кванты высокой энергии были способны выбивать протоны из лёгких ядер. Ученик Резерфорда, английский физик Джеймс Чедвик в том же году установил, что -лучи, не имеющие массы, не могут сдвинуть протон с его места в ядре.



Рис. 6. Джеймс Чедвик (1891-1974)

Открытие нейтрона в 1932 г. позволило модифицировать ядерную модель атома и создать протонно-нейтронную теорию, авторами которой стали немецкий физик Вернер Карл Гейзенберг (1901-1976) и советский физик Дмитрий Дмитриевич Иваненко (1904-1994).

Нейтроны обладают целым рядом специфических свойств. В частности, они имеют нулевой заряд и поэтому на пути к ядру не подвергаются кулоновскому взаимодействию. Даже обладая небольшим запасом энергии, будучи точно направленными, они достигают ядро. Уже через несколько месяцев после открытия нейтроны стали широко применяться в лабораториях для возбуждения ядерной реакции. Так в 1934-1935 гг. итальянский физик Энрико Ферми со своими коллегами осуществил нейтронную бомбардировку атомов урана быстрыми и медленными нейтронами.



Рис. 7. Энрико Ферми (1901-1954)

В последующие годы с использованием нейтронной бомбардировки были открыты технеций (США, 1937 г., Эмилио Сегре), нептуний (США, 1939 г., Эдвин Мак-Миллан и Филипп Абельсон), плутоний (США, 1940 г., Гленн Сиборг), прометий (США, 1945 г., Д. Маринский, Л. Гленденин и Ч. Кориэлл) и другие искусственные элементы.

В январе 1939 г. стало известно о возможности деления ядер урана под воздействием нейтронов на две части с выделением энергии и 2-3 нейтронов (Лиза Мейтнер, Отто Фриш, Отто Хан, Фриц Штрассман). Это означало, что становилось возможным осуществить цепную ядерную реакцию. Впервые о подобной реакции задумался венгерский физик Лео Сциллард (1898-1964), работавший с 1934 г. в Великобритании, а в 1937 г. приехавший в США. Сциллард ясно представил себе разрушительную силу «атомной бомбы» и опасался, что Гитлер сможет получить её первым. Именно усилиями Сцилларда с 1940 г. учёные США стали добровольно засекречивать результаты своих исследований, чтобы избежать просачивания любой информации в Германию. Наконец, именно Сциллард и его коллеги (также венгерские беженцы Юждвин Вигнер (1902-1999)) обратились к Альберту Эйнштейну, уже переехавшему в США из нацистской Германии, аписать письмо президенту США.



Рис. 8. Альберт Эйнштейн (1879-1955)

Письмо Энештейна с заключением о возможностях атомной бомбы и обоснованием необходимости её превентивного создания, отправленное 2 августа 1939 г. американскому лидеру Франклину Рузвельду, привело к организации мощной исследовательской группы учёных. С этого момента начинается история атомной бомбы.

В 1940 г. советский физик Георгий Николаевич Флёров (1913-1997) и его коллега Константин Анатольевич Петржак (1907-1998) обнаружили спонтанное деление ядер урана. Это открытие позволило определить критическую массу урана, необходимую для инициирования ядерного взрыва. Однако датский физик Нильс Бор (1885-1962) показал, что только изотоп урана-235 способен к делению, а ядра урана-238 поглащают медленные нейтроны без деления и испускают бета-частицы. Стало ясно, что необходимо разделить изотопы урана, максимально обогатив природную смесь ураном-235.



Рис. 9. Г.Н. Флеров (1913-1997)

Перед практическим созданием ядерного заряда детально стал изучаться механизм цепной ядерной реакции. С этой целью в конце 1942 г. под трибунами футбольного стадиона в Чикагском университете с участием Энрико Ферми, эмигрировавшим в США в 1938 г., был построен первый в мире ядерный реактор, состоявший из графитовых блоков, перемежавшихся блоками металлического необогащённого урана. 2 декабря 1942 г. деление урана стало самоподдерживающимся. Мощность реактора составляла 40 Вт. Через 28 минут ядерная реакция в нём была поглощена введением в реактор кадмиевых полос.



Рис. 10. Нильс Бор (1885-1962)

После удачно завершившихся экспериментов по получению обогащённого урана, 16 июля 1945 г. на полигоне в пустынной местности в штате Нью-Мексико близ городка Аламогородо был произведён первый в истории ядерный взрыв.

К тому времени нацистская Германия была повержена, но боевые действия в Японии продолжались. 6 августа 1945 г. в 8 ч 15 мин. После предупреждения атомная бомба мощностью 21 кт была взорвана над японским городом Хиросима, а 9 августа 1945 г. – над Нагасаки. Погибли 180 тыс. человек. В последующие десятилетия было произведено 2408 взрывов (541 в атмосфере и 1867 под землёй, больше всего испытаний – 176 – было проведено в 1961 г.).

С начала 1940-х над создание атомного оружия работали и советские учёные под руководством Л.П. Берии и Игоря Васильевича Курчатова.



Рис. 11. Игорь Васильевич Курчатов (1903-1960)

За эти годы была с нуля создана советская атомная промышленность: предприятия по добыче и обогащению урана, а также по переработке облученного ядерного топлива. 29 августа 1949 г. на Семипалатинском полигоне советские учёные взорвали первую атомную бомбу, за ними последовали англичане (1952), французы и китайцы (1964), Индия (1974), Пакистан (1998) и, возможно, КНДР (2006).

Первый советский ядерный реактор был пущен в Лаборатории №2 АН СССР (г. Москва) 25 декабря 1946 г. в 19 ч. Под руководством И.В. Курчатова.

Во Франции первый реактор был введён в эксплуатацию неподалёку от Парижа 15 декабря 1948 г. пуком руководил Фредерик Жолио-Кюри.

Позже появилась идея использования ядерной энергии на судах подводного и надводного флота. Установка на подводной лодке ядерного реактора позволяет преодолеть под водой без дозаправки десятки тысяч морских миль. В 1954 г. в США спустили на воду первую атомную подводную лодку «Наутилус». В 1957 г. было завершено создание первой советской атомной подводной лодки «Ленинский комсомол», испытания которой начались в 1958 г. в 1959 г. и в СССР, и в США были спущены на воду первые надводные корабли ядерными двигателями (атомный ледокол «Ленин» и грузовое судно «Саванна»). [1].

2. История развития ядерной медицины

Один из самых ранних случаев ядерной медицины относится к 1946 г., когда для исследования щитовидной железы в составе т.н. «атомного коктейля» был впервые применен радиоактивный йод. Радиация уничтожила раковые клетки!

Широко распространенное клиническое использование ядерной медицины началось в начале 1950-ых. Первый сканер для ядерной диагностики был введен Бенедиктом Кассеном в 1951 г.



Рис. 12. Бенедикт Кассен (1902-1972)

В дополнение к лечению рака щитовидной железы, радиоактивный йод, в значительно меньших дозах, использовался чтобы исследовать функционирование щитовидной железы и диагностировать связанные с ней заболевания. По мере углубления научных знаний об основных биохимических процессах развивались методы использования радиоактивных версий определенных элементов, чтобы «проследить» эти метаболические процессы, и это стало вехой в развитии диагностической медицины.

В 1960-ых годах наблюдался беспрецедентный рост популярности ядерной медицины как самостоятельной специализации. К 1970-ым ядерная медицина получила доступ к большей части органов, включая печень, локализацию опухоли головного мозга, и исследования желудочно-кишечного тракта.

В 1971 американская Медицинская Ассоциация официально признала ядерную медицину как медицинскую специальность. В 1980-ых были разработаны радиоактивные медицинские препараты для таких критических диагнозов как сердечная болезнь и рак.

Применение радиоактивных элементов оказывает огромное значение в достижениях современной медицины. Радиоактивные элементы нашли широкое применение как в диагностике, так и в лечении различных заболеваний.

Рентгеновская, ультразвуковая, и магнитно-резонансная томография проявляют структуру органа на стадии её патологического изменения. ПЭТ же способен зарегистрировать изменения в обменных процессах, которые этому предшествуют. ПЭТ применяется в онкологии, кардиологии и неврологии, при изучении метаболических процессов в мозге и других органах, механизмов действия лекарственных препаратов. [6].

3. История развития радиационных технологий в науке, промышленности и сельском хозяйстве

1. Активационный анализ

Активационный анализ - это метод элементного анализа вещества по характеру излучения радиоактивных изотопов, образующихся при бомбардировке исследуемого вещества нейтронами, гамма-квантами, протонами или другими частицами. Данная методика обладает высокой чувствительностью. Широкое распространение получил нейтронно-активационный анализ, позволяющий производить качественный и количественный анализ практически всех химических элементов. Основные сферы применения активационного анализа: анализ особо чистых веществ, геологических объектов и объектов окружающей среды; экспресс-анализ металлов и сплавов в промышленности; определение содержания микроэлементов в биологических объектах при экологических и медицинских исследованиях; судебно-медицинская экспертиза. [5].

2. Ядерная хронология

Идею радиоизотопного датирования предложил Эрнест Резерфорд в 1904 году, через 8 лет после открытия радиоактивности Анри Беккерелем. Тогда же он сделал первую попытку определить возраст минерала по содержанию урана и гелия. Уже через 2 года, в 1907, Бертрам Болтвуд, радиохимик из Йельского университета, опубликовал первые уран-свинцовые датировки ряда образцов урановой руды и получил значения возраста от 410 до 2200 млн лет. Результат имел большое значение: он показал, что возраст Земли во много раз больше 20-40 млн лет, полученных десятью годами ранее Уильямом Томсоном на основании скорости остывания планеты, и даже его более ранней оценки в 20-400 млн лет. Однако тогда не было известно про образование части свинца в результате распада тория и даже про существование изотопов, и поэтому оценки Болтвуда обычно были завышены на десятки процентов, иногда почти вдвое.

В последующие годы шло интенсивное развитие ядерной физики и усовершенствование технологий, благодаря чему к середине 20 века была достигнута хорошая точность радиоизотопных датировок. Этому особенно помогло изобретение масс-спектрометра. В 1949 году Уиллард Либби разработал радиоуглеродный анализ и продемонстрировал его пригодность на образцах дерева известного возраста (в интервале 1400—4600 лет), за что в 1960 году получил Нобелевскую премию.



Рис. 13. Уиллард Франк Либби (1908-1980)
Для определения возраста образца этим методом измеряется отношение содержания в образце материнского радиоактивного изотопа к дочернему продукту его распада и сравнивается с аналогичным отношением в момент образования образца. Выбирая различные изотопы с помощью ядерной хронологии был определен возраст солнечной системы, возраст Земли, им определяют также возраст пород и минералов. Широко известен радиоуглеродный метод, который позволяет определять время образования образцов до 50 тыс. лет. [4].

3. Радиоактивные трассеры (индикаторы)

Изотопные индикаторы (меченые атомы) – изотопы, при добавлении в исследуемые объекты способные выполнять роль индикаторов, выявляющих особенности поведения атомов химических элементов, молекул и других химических соединений в этих объектах. В качестве изотопного индикатора часто используются радиоактивные изотопы исследуемого элемента. Регистрируя излучение радиоактивного изотопа легко установить локализацию данного элемента и проследить круговорот какого-либо элемента в природе, в процессе обмена веществ в организме, в химических реакциях, в производственных процессах. Изотопные индикаторы используются в научных исследованиях в химии и биологии, а также в медицине и металлургии. [4].

4. Ядерные технологии в сельском хозяйстве

Борьба с насекомыми – вредителями. Гамма-излучение используется для стерилизации больших популяций насекомых. Благодаря этому методу удалось успешно контролировать популяции американской тропической мясной мухи (Cochliomyia hominivorax), средиземноморской плодовой мухи (Ceratitis capitata), мексиканской плодовой мухи (Anastrepha ludens), мухи цеце (Glossina).

Радиационная обработка пищевых продуктов осуществляется с использованием как γ-излучения, так и электронных пучков. Радиационная обработка приводит к замедлению прорастания картофеля и лука при хранении, удлинению срока хранения мяса и рыбы в замороженном состоянии, дезинсекции зерна и фруктов, стерилизации мяса и мясных продуктов с целью хранения в не замороженном состоянии и т.д. Широко используются установки по радиационной обработке пищевых продуктов: овощей, фруктов, мясной и рыбной продукции и др. Тщательные химические и биологические исследования, испытания питательных свойств облученных продуктов показали, что радиационная обработка не оказывает какого-либо вредного воздействия на продукты.

Радиационная обработка повышает прочность пластиковой пленки, используемой для упаковки фруктов и других продуктов. Запечатанные, обработанные продукты могут храниться при комнатной температуре в течение долгого времени, как консервы.

5. Системы безопасности

Инспекционно-досмотровые комплексы (ИДК)

Для досмотра перевозимых грузов в ИДК используются два основных метода:

• 
  сканирование с помощью высокоэнергетического тормозного γ-излучения, создаваемого ускорителем электронов;
  
• 
  сканирование с использованием γ-излучения радиоактивных изотопов кобальта или цезия (⁶⁰Co, ¹³⁷Cs).
  

Основной принцип, лежащий в основе использования γ-излучения состоит в том, что γ-кванты, генерируемые источником излучения, поглощаются и рассеиваются на своем пути в зависимости от плотности и атомной структуры материала, через который они проходят. Детекторная система на приемной стороне содержит элементы, преобразующие дошедшие до них фотоны в электрический сигнал.

Извещатели дыма

В ионизационных (радиоизотопных) извещателях дыма для ионизации воздуха используется альфа-активный изотоп америция ²⁴¹Am.

3.6. Применения ядерных технологий в промышленности

Регистрация и количественное измерение прошедшего, рассеянного или вторичного излучения позволяет определять физические свойства, геометрические размеры и другие параметры среды. Например, толщину железа до 10 см можно измерять, используя γ-источники ¹³⁷Cs или ⁶⁰Co. Для измерения толщин порядка доли миллиметра используются β-источники ⁹⁰Sr, ⁸⁵Kr и др. Измерение интенсивности прошедшего через материал излучения и сравнение с калибровочной зависимостью интенсивности от толщины или плотности позволяет определять толщину или плотность материала. В измерителях уровня жидкости, расплавов металлов и сыпучих веществ часто используются γ-излучатели ¹³⁷Cs и ⁶⁰Co. В расходомерах газов, жидкостей и сыпучих веществ также используются радиоактивные излучения. На поточных линиях радиоактивные излучения применяют для автоматического учета штучной продукции.

Радиационная дефектоскопия основана на зависимости поглощения проникающего излучения от длины пути, пройденного им в материале изделия, от плотности материала и атомного номера элементов, входящих в его состав. Регистрируя распределение интенсивности прошедшего излучения, можно получить информацию о внутренней структуре изделия, в том числе судить о наличии, конфигурации и координатах дефектов.

В радиационной дефектоскопии используется рентгеновское излучение, тормозное излучение от электронных ускорителей, радиоизотопное излучение, нейтронное излучение. Для радиационной дефектоскопии изделий большой толщины единственным инструментом являются электронные ускорители, использование которых позволяет контролировать изделия толщиной в стальном эквиваленте до 600 мм.

Радиационная дефектоскопия используется в промышленности строительных материалов и при производстве строительных работ для контроля железобетонных деталей, сварных швов металлических конструкций и трубопроводов, а также сварных соединений стыков арматуры железобетонных конструкций.

Ионная имплантация. Суть этого процесса заключается в облучении какого-либо материала ускоренными ионами примесного вещества, которые имплантируются (внедряются) в поверхностный слой материала.

Очистка дыма тепловых электростанций. При сжигании угля и углеводородов образуются токсичные газы − диоксид серы (S02) и оксиды азота (NOX). Облучение отходящих газов с добавлением к ним аммиака электронами высокой энергии приводит к образованию порошкообразного продукта, являющегося смесью (NH4)2SO4 и NH4NO3, который может быть использован в качестве сельскохозяйственного удобрения.

Гамма и нейтронный каротаж. В скважину помещается источник γ-квантов или нейтронов. Регистрируя интенсивность рассеянного излучения, идентифицируют угольные или нефтяные пласты.

Повышение качества материалов. Ионизирующее излучение применяется для модификации полимеров, например, для вулканизации компонентов шин. В Японии с помощью электронных ускорителей радиационной обработке подвергается 90% производимых шин. Радиационная вулканизация натурального каучукового латекса придает прочность и эластичность, что делает его идеальным материалом для производства хирургических перчаток, катетеров и баллонов, используемых в кардиологических операциях.

Снятие статического электричества. Чтобы избежать нарастания статического электричества при производстве бумаги, пластмасс, синтетических тканей и т. д., α-излучатель 241Аt или 210Ро размещается вблизи материала в конце производственной линии. Источник ионизирует воздух для удаления электрических зарядов на материале.

Трековые мембраны(ядерные фильтры). Трековые (ядерные) мембраны изготавливаются из полимерных пленок толщиной 12-23 микрона посредством бомбардировки их ускоренными ионами инертных газов криптона или аргона пробивающими пленку насквозь. В местах прохождения отдельных ионов образуются треки. При последующем травлении пленки в растворе щелочи на месте треков образуются строго одинаковые сквозные отверстия. Диаметр этих пор может варьироваться в диапазоне от 0.05 до 5 мкм в зависимости от условий травления.

Трековые мембраны используются для фильтрация различных жидкостей и газов; фильтрация питьевой воды; фильтрация крови при плазмофорезе; при определении дисперсного, элементного и микробиологического состава воды и воздуха; для разделения компонентов крови и для медицинской диагностики; для стерилизации жидких пищевых продуктов и лекарственных препаратов. [3].

Заключение

В 1910 году выдающийся Российский ученый Владимир Иванович Вернадский выступил в Российской Академии Наук с докладом о новых ядерных силах на базе исследований радиоактивности радия. В то время были известны опыты лауреатов Нобелевской премии Марии Склодовской-Кюри и Пьера Кюри. Вернадский В.И. понимал, что открыты ядерные силы, которые в миллион раз более эффективны, чем известные химические силы. И исходя из этого, он предположил, что человечество вступает в новую эру, когда не будет ограничения доступа к энергии, и все проблемы питания, здоровья, промышленного и социального развития будут решены [7].

Это было одним из первых предсказаний о грядущем «Золотом веке» человечества на основе научно-технологической революции. Однако, позднее при открытии Радиевого института (1922 год), он же впервые осознал весь трагический драматизм этого открытия «дверей» не только в светлое будущее, но и к возможности самоуничтожения самого человечества (рисунок 14) [8].



Рис. 14. Вернадский В.И. Из доклада на открытии Радиевого института.
1922 г. [8]
Итак, человечество за всю историю развития цивилизации, пройдя путь освоения различных видов энергии, приступив несколько десятилетий назад к освоению и использованию энергии ядерной, получило в свои руки, величайший инструмент. Для каких он будет использован – зависит не от самого инструмента, а от его применения – кто его использует и, главное. во имя чего. Вот что говорится в совместном заявлении сорока стран мира:


Заявление на Итоговой Конференции Договора о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО 2010 г.) [9]


Заявление на Итоговой Конференции Договора о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО 2010 г.) [9]

К сожалению, рыночные приоритеты современного индустриального этапа развития ЯЭ (по крайней мере в ведущих странах этой отрасли - в странах «донорах» развития ядерных технологий, в т.ч. и в нашей стране) не способствуют подготовке творческих, критически мыслящих специалистов - высокой квалификации (к чему призывает выше приведенная декларация). Монополия индустрией проектирования, конструирования и строительства практически только одного типа ЯР для АЭС (95 % строящихся АЭС используют водо-водяные реакторы) обуславливает подготовку в основном специалистов узкого профиля для эксплуатации этих АЭС.

Ядерная энергия может служить как целям прогресса человечества и решения многих стоящих перед ним проблем, так и средством самоуничтожения. Вопрос – в том, сможет ли стремление к прогрессу победить разрушение. Это зависит в том числе и от учёных, инженеров, работающих в этих отраслях науки и техники.

Список литературы

1. 
   Ядерные технологии: история, состояние, перспективы: Учебное пособие./ Андрианов А.А., Воропаев А.И., Коровин Ю.А., Мурогов В.М. –М: НИЯУ МИФИ, 2012. -180 с.
   
2. 
   Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Э.И. Кэбин. Частицы и атомные ядра. Основные понятия. — М.: НИИЯФ МГУ, 2008.
   
3. 
   В.И. Бойко, Ф.П. Кошелев. Ядерные технологии в различных сферах человеческой деятельности, Томск: Изд-во ТПУ, 2008.
   
4. 
   Левин В.И. Получение радиоактивных изотопов. Атомиздат, 1972, 256 с.
   
5. 
   Изотопы: свойства, получение, применение. В 2т. Т.1 / Под ред. В.Ю. Баранова. – М.: ФИЗМАЛИТ, 2005. – 600 с.
   
6. 
   Дж. Лоуренс, К. Тобиаш, Дж. Лиифут, и др. Тяжелые частицы и брегговский пик для лучевой терапии // УФН, Том 92, вып. 3
   
7. 
   Вернадский В.И. Собрание сочинений. //Т.1. М. «Наука». 2013. Стр.504.
   
8. 
   Вернадский В.И. «Очерки и речи». //Вып. 1. Пг. 1922.
   
9. 
   Victor Murogov” The History of Nuclear Science and Technology. Theses of Simplified Analysis.” [электронный ресурс]- URL: WWW.Atominfo.ru ; 2018.