Получение радиоактивных веществ в ядерных реакторах. Почти все химические элементы при облучении их в ядерном реакторе поглощают тепловые нейтроны и превращаются в радиоактивные изотопы. Так, например, могут быть получены радиоактивные углерод и фосфор:
Периоды полураспада углерода14 и фосфора32 соответственно равны 5700 лет и 14,3 дня.
Сильной радиоактивностью обладает кобальт60, который может быть получен в больших количествах в работающем ядерном реакторе. Если положить в активную зону реактора средней мощности пластинку кобальта, имеющую площадь 10 квадратных дециметров, то через сутки в пластинке накопится около двух граммов радиоактивного кобальта. Надо иметь в виду, что два грамма кобальта60 эквивалентны по своей радиоактивности примерно двум килограммам радия. Подобным путем можно получить радиоактивные изотопы железа, кальция, натрия и других веществ.
Шлак, получающийся при работе ядерного реактора («осколки» деления ядер урана), содержит также большое количество радиоактивных веществ. Эти продукты представляют собой смесь различных радиоактивных изотопов с различным временем жизни. Радиохимики научились их «сортировать», выделяя наиболее ценные компоненты смеси. Количество различных радиоактивных изотопов и их активность наглядно иллюстрированы табл. 4.
Остальные продукты деления составляют изотопы с очень малым периодом полураспада.
Таким образом, один грамм радиоактивного шлака эквивалентен по своей активности 44,4 килограмма радия.
Радиоактивность продуктов деления, полученных в ядерном реакторе, уменьшается со временем, однако, как показано в табл. 5, она остается высокой даже через два года после выгруза шлака из ядерного реактора.
Радиоактивност |
ь продуктов |
деления |
урана, |
ооразовавшихся в результате |
|
длительной работы ядерного |
|
реактора |
|
Время после |
Относительная |
выгрузки продук |
активность |
тов деления |
продуктов |
из ядерного |
деления, % |
реактора, в днях |
|
10 |
100,0 |
50 |
33,0 |
100 |
16,0 |
150 |
11,0 |
200 |
8,0 |
250 |
6,3 |
300 |
5,3 |
350 |
4,3 |
400 |
3,8 |
450 |
3,3 |
500 |
3,0 |
550 |
2,8 |
600 |
2,6 |
650 |
2,4 |
700 |
2,2 |
750 |
2,0 |
За одну неделю даже маломощный ядерный реактор может произвести столько радиоактивных веществ, что их радиоактивность будет эквивалентна нескольким килограммам радия.