$D014 10 maja 2024, 01:25
Litwo, ojczyzno moja, ty jesteś jak zdrowie, ile się trzeba cenić...
Czyste Niebo
Kot
Posty: 44
Rejestracja: 08 sie 2009, 02:41
Ostatnio: 10 maja 2024, 14:35
Kozaki:
23
Na górę
Post autor: $D014  Ostatnio zmieniony 10 maja 2024, 14:34 przez $D014, łącznie zmieniany 1 raz.
Motto:
Uwielbiam zgłębiać wiedzę.
Im bardziej w coś się wgryzam
tym bardziej jestem zdezorientowany.
Im bardziej jestem zdezorientowany,
tym większą mam ochotę, aby drążyć dalej.
Im głębiej drążę, tym lepsze zadaje pytania.


Tomas Peters: amerykański bestsellerowy pisarz






Szanowni Państwo!


CZĘŚĆ TEORETYCZNA…

Przedstawiam swoją kompleksową analizę dotyczącą Awarii Czarnobyla pod kątem aktywności izotopów oraz dawek promieniowania. Może się przydać do samodzielnych studiów i przemyśleń… Korzystałem z: "Exposures and effects of the Chernobyl accident" UNSCEAR 2000 ANNEX J (
drobna edycja tego tekstu wkrótce po publikacji – dodałem: LINK DO TEGO DOKUMENTU). Ściślej – przede wszystkim z tabeli 46. najistotniejszych radionuklidów w rdzeniu IV Bloku ЧАЭС oraz tabeli najważniejszych 25. wyemitowanych w 1986 r.

W Raporcie UNSCEAR, aktywność była podana w PBq – tj. wielokrotności jednostki aktywności zwanej Bekerelem, czyli ilości rozpadów na sekundę. Wspomnę przy okazji, że w literaturze fachowej można spotkać jednostkę Kiur – odpowiadająca mniej więcej aktywności 1 grama 226-Ra. 1 Ci = 37 GBq. Zaś 1 PBq = aż 1 000 000 000 000 000 Bq (bilard Bq) lub 27 027 Ci. W notacji naukowej te liczby zapisuje się np. 3.7E+10 Bq oraz 1.0E+15 Bq. Tak można zaś obliczyć fizyczną ilość izotopu, znając liczbę masową (jest akurat w nazwie!) i okres półtrwania (dostępny np. w Internecie). Oto wzór:


[list][*]aktywność 1 grama izotopu (w czystej postaci, bez np. domieszek):
(6.022E+23 × 0.693) / (liczba masowa × T½ w sekundach)[/list]


Warto zwrócić uwagę, jak duża jest rozpiętość okresów połowicznego rozpadu izotopów: od ułamka sekundy do eonów! W przypadku tych izotopów z Raportu UNSCEAR, mamy rozpiętość tych okresów od ok. 2 000 s. dla 138-Cs do aż ok. 141 000 000 000 000 000 s. dla 238-U. Ewidentnie widać, że izotop Cezu jest dużo bardziej radioaktywny od Uranu! Te indywidualne różnice wynikają ze specyficznych właściwości danego izotopu i w toku przemian mogą się przekształcić w inne izotopy promieniotwórcze lub trwałe (niepromieniotwórcze). Ten izotop Cezu staje się szybko stabilnym Barem, a Uran długo po eonach Ołowiem… Analizując dane, warto zauważyć diametralne różnice ilości 238-U względem innych izotopów w IV Bloku EJ. W danych źródłowych podano aktywność 238-U w rdzeniu na 0.0023 PBq = 2 300 000 000 000 Bq / 12 400 Bq/g 238-U =  ~185 000 000 g = 185 ton! Blisko realnej ilości paliwa w RBMK…

Wprawdzie wcześniej robiłem już takie analizy – skupiałem się przedtem wyłącznie na zmianach ilości i radioaktywności w przeciągu czasu. Tym razem zanalizowałem i dodałem dodatkowo potencjalne dawki promieniowania. Jest to uwolniona energia kinetyczna na jednostkę masy (ang. kinetic energy released per mass unit) czyli KERMA. Jednostką jest Grey/godzinę: Gy/h. Wyliczyłem je dla odległości 1 metra w powietrzu. Można też spotkać w literaturze dotyczącej dozymetrii i radiologii pomiar kermy w odległości 10 cm (0.1 m). Jednak wtedy okazało się, że w tabelach, prawie wszystkie izotopy generują „szalone”, dawki, bo w odległości dziesięć razy bliższej dawki są proporcjonalnie 100 razy większe! Dla większej czytelności dawek, przekształciłem je na bardziej intuicyjne przedrostki „SI” od: „Mega-”, „kilo-”, Gy bez przedrostka, „mili-”, „mikro-”, „nano-” i wreszcie „piko Gy/h”. Rozpiętość aż 18. rzędów wielkości! Oczywiście te pseudo „dawki” poniżej 1 µGy/h są na poziomie naturalnego tła – zdecydowałem się podać te pGy/h dla wglądu i porównania… Są też znaczki stopnia zagrożenia: śmiertelne ☠, wysokie ⛨, średnie ⚠, niskie ☢.

UWAGA: Te dawki przerażająco wyglądające dawki rzędu „Mega-” „Kilo-”, czy „Gy/h” mają charakter poglądowy. Jest oczywistym, że te nuklidy wówczas wyemitowane ulegają cały czas rozproszeniu i zanikowi w środowisku – gdyż szacuje się że skażenie rozprzestrzeniło się na obszarze co najmniej 140 000 km². Moje wyliczenia dotyczą zawsze całkowitej aktywności/ilości danego izotopu – o tym proszę pamiętać! Wygląda na to że z pewnością bardziej zbliżone do moich wyliczeń dawki, można za to napotkać w resztkach rdzenia pod Sarkofagiem – ale tam się nie wchodzi…

OTO TAKI PRZYKŁAD: tam, gdzie było lub może jest skażenie 137-Cs, rzędu 1 480 kBq/m² = 40 Ci/km²., to taka ilość skażenia odpowiada fizycznej ilości… niecałe 0.0000005 grama izotopu/m². Dlaczego tak mała ilość? Bo aktywność właściwa 137-Cs to ponad 3 Tbq/gram!!! Pomijając osłonową właściwość gleby, to taka „ilość” nuklidu w odległości metra daje dawkę… 122 nGy/h (~0.1 µGy/h!). ZUPEŁNIE BEZPIECZNA! Teoretycznie zaś, gdyby było w tym miejscu skażenie całkowitą dziś istniejącą ilością wyemitowanego 137-Cs z ЧАЭС, tj. 11 163 gram = dawce aż 2,73 kGy/h!!! Bowiem 1 gram 137-Cs = 0,245 Gy/h z 1 metra. Zatem:

[list][*][(0.0000005 grama ze skażenia / 11 163 gramów całk. Ilości) ×
× 2730 Gy/h dawki od całk. Ilości) = 0.000000122 Gy/h =
= 122 nGy/h[/list]

Ok, dosyć już o dawkach! Są inne tabele w tym opracowaniu do omówienia… Przy analizie tabeli z opisem szeregów promieniotwórczych i wykresów zmian aktywności, zwraca uwagę różnica między przemianami produktów rozszczepienia (izotopy o liczbach masowych „A” od 3 do 154 oraz liczbach atomowych: Z = 1, 6 oraz od 36 do 63), a między tzw. mniejszymi aktynowcami, o: A = 235-244 (Z = 92-96). Skąd te izotopy pochodzą?

W świeżym paliwie jądrowym mamy przede wszystkim 238-U i do kilku procent rozszczepialnego 235-U, fizycznie w postaci niewielkich pastylek UO₂ będących w kasetach paliwowych w rdzeniu. W toku pracy reaktora 235-U ulega w sporej części rozszczepieniu produkując energię, skąd pochodzą te bardzo radioaktywne produkty rozszczepienia. Ale te izotopy uranu ulegają też częściowo przekształceniu w inne w wyniku tzw. wychwytu neutronów. I tak z 238-U, powstaje pewna ilość 239-U, a następnie samorzutnie 239-Np i z niego rozszczepialny 239-Pu. Co ciekawe nie zawsze ten izotop plutonu jest rozszczepiany neutronami! Wówczas powstają np. 240-Pu, 241-Pu, 242-Pu. Tenże 241-Pu, przekształca się samoistnie w 241-Am i kolejne… Zastanawia mnie brak izotopu 243-Cm w analizie UNSCEAR – to może dlatego, że jest go w wypalonym paliwie mało (stosunkowo chętnie absorbuje neutrony i jest łatwo rozszczepialny). Inne aktynowce jak np. Kaliforn choć też są w rdzeniu, jest ich jednak mało…

Jednym z argumentów przeciwników energii jądrowej jest to, że obecność tych pierwiastków transuranowych zwiększa znacząco czas radioaktywności wypalonego paliwa – to fakt… Owszem, w początkowych dekadach i stuleciach głównie dawki pochodzą od Cezu:137-Cs – to potem główne dawki będą z 241-Pu/241-Am. Co ciekawe, choć w produktach rozszczepienia mogą się znaleźć i długożyciowe izotopy: 99-Tc, 129-I, 135-Cs, ale dzięki tej analizie przekonałem się, że ich aktywności i dawki od nich, są nieistotne. A szczerze mówiąc od dawna to mi w nich zastanawiało…

W tabeli szeregów promieniotwórczych, można zauważyć, że izotopy rozpadają się na różne sposoby… Ciężkie izotopy są w zdolne w przypadku niektórych do emisji cząstki α, czyli jądra helu – nowy izotop ma o dwa protony i dwa neutrony mniej – staje się nowym pierwiastkiem! Produkty rozszczepienia przekształcają się przez emisję β- (elektronu i antyneutrina), bo wtedy jeden z neutronów przekształca się w proton, czyli też dochodzi do transmutacji. Może też zdarzyć się sytuacja zamiany protonu w neutron – wymaga to większej energii jądra, bo neutrony są nieco cięższe od protonów – występuje w przemianie wychwytu elektronów EC lub przemianie β+. Ciężkie jądra potrafią się też samorzutnie rozpaść: SF. Bywają też izotopy emitujące jedynie foton γ. Jest to przemiana IT i dotyczy tzw. IZOMERÓW, czyli specyficznego rodzaju wzbudzonych na pewien czas izotopów, Oznacza się je dodatkową literką „ᵐ” przy liczbie masowej – czasem się bowiem można spotkać z tym oznaczeniem w literaturze fachowej.
PRZYKŁADY IZOMERÓW: 99ᵐ-Tc (używany w diagnostyce), wymienione tu: 110ᵐ-Ag, 129ᵐ-Te, krótkożyciowy 137ᵐ-Ba – źródło dużych dawek z 137-Cs.

Gdy będziecie Państwo analizować wykresy, zwrócicie być może uwagę na to, że niektóre z nich mają „schodkowate” skomplikowane spadki u aktynowców – to z powodu szeregu ich wielokrotnych transmutacji… Może niektórych niepokoić, że dziś stosunkowo mało aktywny Uran, w dalekiej przyszłości stanie się bardziej radioaktywny w wyniku nagromadzenia izotopów potomnych. Będzie to za miliony, a nawet miliardy lat – gdy już Słońce „zgaśnie”, a z naszą Galaktyką zderzy się M31! Szmat czasu… Za to spadki u krótkożyciowych izotopów są tak szybkie, że ledwo je widać! Zostawiłem je tak, bo większość wykresów pasuje do 1.0E–2, a 1.0E+12 lat.
Przypomnę też zasadę odczytu skali logarytmicznej, bo dla czytelności na wykresach są tylko główne jednostki:



 1                  2                 3              4            5           6        7      8   9 10
 ╨─────────┴────────┴───────┴──────┴─────┴────┴───┴─┴╨



10               20              30             40          50         60      70    80 90100
 ╨─────────┴────────┴───────┴──────┴─────┴────┴───┴─┴╨        itd.



Opracował:
Andrzej Karoń
Trochę tą przebieranką przed Sarkofagiem wkurzyłem Ukraińskiego Przewodnika, ale co tam... :-)
Postawili kozaka za ten post (2):
Czyste Niebo
Kot
Posty: 44
Rejestracja: 08 sie 2009, 02:41
Ostatnio: 10 maja 2024, 14:35
Kozaki:
23
Na górę
Post autor: $D014  Ostatnio zmieniony 10 maja 2024, 22:39 przez $D014, łącznie zmieniany 2 razy.
CZĘŚĆ TABELARYCZNA…


EDYCJA KILKA GODZIN PO PUBLIKACJI TABEL:
dodanie poziomych pasów co drugi rząd w tabelach, celem zwiększenia ich czytelności oraz ujednolicenie ich szerokości oraz drobna korekta w ostatniej z nich…



TABELA 1: Podstawowe dane dotyczące czterdziestu sześciu izotopów

Obrazek




TABELA 2: Aktywność, fizyczne masy i dawki wewnątrz rdzenia RBMK

Obrazek




TABELA 3: Aktywność, fizyczne masy i dawki od izotopów wyemitowanych po awarii w 1986 r.

Obrazek




TABELA 4: Aktywność, fizyczne masy i dawki od pozostałych izotopów wewnątrz rdzenia RBMK po awarii

Obrazek




TABELA 5: Obecna w 2024 r. aktywność, fizyczne masy i dawki od izotopów wyemitowanych 38 lat temu

Obrazek




TABELA 6: Obecna w 2024 r. aktywność, fizyczne masy i dawki od izotopów wewnątrz sarkofagu RBMK

Obrazek
Trochę tą przebieranką przed Sarkofagiem wkurzyłem Ukraińskiego Przewodnika, ale co tam... :-)
Czyste Niebo
Kot
Posty: 44
Rejestracja: 08 sie 2009, 02:41
Ostatnio: 10 maja 2024, 14:35
Kozaki:
23
Na górę
Post autor: $D014 
CZĘŚĆ WYKRESOWA…


01. 3-H:[/i]
Obrazek

02. 14-C:[/i]
Obrazek

03. 85-Kr:[/i]
Obrazek

04. 89-Sr:[/i]
Obrazek

05. 90-Sr:[/i]
Obrazek

06. 95-Zr:[/i]
Obrazek

07. 95-Nb:[/i]
Obrazek

08. 99-Mo:[/i]
Obrazek

09. 103-Ru:[/i]
Obrazek

10. 106-Ru:[/i]
Obrazek

11. [i]110ᵐ-Ag
:[/i][/size][/color]
Obrazek

12. [i]125-Sb
:[/i][/size][/color]
Obrazek

13. [i]129ᵐ-Te
:[/i][/size][/color]
Obrazek

14. [i]132-Te
:[/i][/size][/color]
Obrazek

15. [i]129-I
:[/i][/size][/color]
Obrazek

16. [i]131-I
:[/i][/size][/color]
Obrazek

17. [i]132-I
:[/i][/size][/color]
Obrazek

18. [i]133-I
:[/i][/size][/color]
Obrazek

19. [i]134-I
:[/i][/size][/color]
Obrazek

20. [i]135-I
:[/i][/size][/color]
Obrazek

21. [i]133-Xe
:[/i][/size][/color]
Obrazek

22. [i]134-Cs
:[/i][/size][/color]
Obrazek

23. [i]136-Cs
:[/i][/size][/color]
Obrazek

24. [i]137-Cs
:[/i][/size][/color]
Obrazek

25. [i]138-Cs
:[/i][/size][/color]
Obrazek

26. [i]140-Ba
:[/i][/size][/color]
Obrazek

27. [i]140-La
:[/i][/size][/color]
Obrazek

28. [i]141-Ce
:[/i][/size][/color]
Obrazek

29. [i]144-Ce
:[/i][/size][/color]
Obrazek

30. [i]147-Nd
:[/i][/size][/color]
Obrazek

31. [i]154-Eu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

32. [i]235-U
:[/i][/size][/color]
Obrazek

33. [i]236-U
:[/i][/size][/color]
Obrazek

34. [i]238-U
:[/i][/size][/color]
Obrazek

35. [i]237-Np
:[/i][/size][/color]
Obrazek

36. [i]239-Np
:[/i][/size][/color]
Obrazek

37. [i]236-Pu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

38. [i]238-Pu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

39. [i]239-Pu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

40. [i]240-Pu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

41. [i]241-Pu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

42. [i]242-Pu
:[/i][/size][/color]
Obrazek

43. [i]241-Am
:[/i][/size][/color]
Obrazek

44. [i]243-Am
:[/i][/size][/color]
Obrazek

45. [i]242-Cm
:[/i][/size][/color]
Obrazek

46. [i]244-Cm
:[/i][/size][/color]
Obrazek
Trochę tą przebieranką przed Sarkofagiem wkurzyłem Ukraińskiego Przewodnika, ale co tam... :-)
Postawili kozaka za ten post (1):
Czyste Niebo
Kot
Posty: 44
Rejestracja: 08 sie 2009, 02:41
Ostatnio: 10 maja 2024, 14:35
Kozaki:
23
Na górę
Post autor: $D014 
CZĘŚĆ KOŃCOWA…

Pliki do wglądu/pobrania:

[list][*]Analiza aktywności izotopów znajdujących się wewnątrz Bloku IV ЧАЭС oraz wyemitowanych w katastrofie 26.IV.1986 r. – porównanie ich z 2024 r.[/i][/b][/list]
Obrazek


[list][*]Aktywność izotopów wyemitowanych w Awarii Czarnobyla, pomiędzy 0 a 2 mln lat
[*]Potencjalne dawki od izotopów wyemitowanych w Awarii Czarnobyla – od 0 do 2 mln lat[/list][/i][/b]

Obrazek


[list][*]Aktywność izotopów pozostałych wewnątrz Sarkofagu, pomiędzy 0 a 2 mln lat
[*]Potencjalne dawki od izotopów pozostałych wewnątrz Sarkofagu – od 0 do 2 mln lat[/list][/i][/b]

Obrazek


[list][*]Szeregi promieniotwórcze czterdziestu sześciu izotopów macierzystych
i wszystkich ich pochodnych – rodzaje promieniowania i okresy połowicznego rozpadu[/list][/i][/b]

Obrazek


[list][*]Zmiany aktywności w Bekerelach, czyli w rozpadach na sekundę, w skali czasu
od 0,01 roku do 1 000 000 000 000 lat.
Przyjęto aktywność wejściową – zawsze 1 Bq[/list][/i][/b]

Obrazek


[list][*]CZARN☢BYL 1986 vs. CZARN☢BYL 2024[/list][/i][/b]
Obrazek
Trochę tą przebieranką przed Sarkofagiem wkurzyłem Ukraińskiego Przewodnika, ale co tam... :-)
Iskra
Łowca
Posty: 424
Rejestracja: 02 kwie 2008, 17:32
Ostatnio: 01 sty 2026, 16:48
Lokalizacja: Warszawa
Ulubiona broń: Bulldog 6
Kozaki:
5
Na górę
Post autor: Dawid0ss 
Gruby materiał :E

i5 13600KF
RTX 4070 Ti
2x16GB DDR4 3600Mhz
Odpowiedz

Podobne tematy