¿Cómo un objeto ordinario se vuelve radioactivo?

Question

En el 2019 miniserie "Chernobyl", los objetos ordinarios se representa como siendo capaces de llegar a ser radiactivos, tales como la ropa, el agua, las piedras.

¿Cómo se hace exactamente algo compuesto de un no radiactivos de masas, se vuelven radiactivos?

Soy consciente de las diferencias entre la alfa, beta, gamma y radiación, y sé cómo la radiación ionizante obras.

Sin embargo, no es claro para mí cómo la radiación, incluyendo la radiación ionizante hace algo radiactivos en cualquier duradero sentido de la palabra.

Me imagino que la radiación ionizante excita los átomos en el objeto, lo que hace que el átomo emite un fotón hasta que se relaja de nuevo. Sin embargo, esto no suena como algo que tiene un efecto de larga duración?

También puedo imaginar que las partículas radiactivas, tales como los de U-235, se puede pegar a la ropa o contaminar el agua. Sin embargo, esto no parece plausible que, ¿hay realmente mucho de U-235 en un reactor nuclear de partículas de polvo a ser un problema considerable en este sentido?

No estoy diciendo que esto no es cierto, simplemente, no es claro para mí cómo el mecanismo detrás de ella funciona. Estoy bastante seguro de que esto no es claro para la mayoría de los no-físicos, ya sea.

Answer 1

Me encontré con una medición de laboratorio en Surrey durante el Chernobyl de la crisis y llevó a cabo todo el cuerpo mediciones de muchas personas, incluyendo autobuses llenos de niños de la escuela de regresar de la zona en general.

Lo que he detectado fue principalmente "U235 de los fragmentos de fisión" (Google las comillas), que son las de tamaño desigual "mitades" de 235 - un montón de números de masa alrededor de 90-100, lotes alrededor de 130-140. Las personas que fueron contaminados había sido atrapado en la lluvia o caminado en los charcos. La lluvia se llevó partículas en su cabello que se alojó en el microtexturizado de los pelos a sí mismos. Estos no lavar fácilmente y tuvo que ser cortado. La naturaleza de las partículas sugirió que eran el humo de un muy intenso fuego que fue capaz de volatilise la que normalmente refractarios isótopos de Cerio y similares. Cuando estos enfría, se recogieron otros nucleidos incluyendo I131 y Cs134 y Cs137. Todo el cuerpo de la cuenta después de la ducha y radiactivos retiro del pelo detectado niveles muy bajos de captación tiroidea.

Más tarde tuve la oportunidad de contar los niveles en MSC sistemas de filtración. Esto era muy interesante, pero nunca obtuve una respuesta satisfactoria. Los filtros son de 3 etapas, pre-filtro que elimina polvo grueso desde el aire, un filtro fino que se lleva a cabo la mayor parte de el resto y un filtro HEPA (Alta Eficiencia de Absorción). El principal nucleidos que estaba mirando eran Yodo y el Caesiums. He encontrado que la proporción de Cs134 a Cs137 fueron diferentes entre los diferentes filtros, pero consistente en diferentes partes de la misma filtro y entre los filtros del mismo tipo. Yo sólo podía concluir que los diferentes tamaños de partículas vino de incendios de diferentes intensidades en diferentes partes del reactor. Estas partes pueden haber tenido las barras de combustible de diferentes edades explicar los diferentes Cs proporciones.

Me pidieron también que el recuento de los niveles de contaminación en las muestras de hierbas y especias importadas por un amigo de mi Profesor de diferentes países que tienen diferentes exposiciones a las nubes radiactivas. Sage, en particular, estaba contaminada, presumiblemente debido a que los peludos hojas de recogida de partículas en una manera similar al cabello humano.

El Cesio problema fue pensado para ser una biológicamente transitorio de uno. Se esperaba que ninguna de las que fue absorbida sería eliminado del cuerpo junto con el potasio (sodio tiene un mecanismo específico para reabsorber si es necesario). Este se descubrió que no era correcto y Gales tuvo una larga duración de la crisis debido a que el cesio se quedan en el suelo, reapareciendo en la hierba y en las ovejas. Algunas granjas no se les permitió vender sus ovejas durante años.

Gamma, neutrones reacciones que requieren energía de los rayos gamma en el exceso de 6MeV - rara en los reactores.

La fisión continúa en el reactor para este día. U235 espontáneamente es fisionable, y las partículas alfa de las barras de combustible se generan neutrones si interactúan con baja-Z de los elementos. Estos neutrones estimulará la fisión en turno.

Activación de neutrones es un problema. Joyas de oro o rellenos no son permitidos en el personal de una instalación nuclear debido a que la sección transversal de la fot que el oro es tan alta. Otras sustancias también son fáciles de activar acero invariablemente contiene otros metales de transición, especialmente de Cobalto. Que se activa en Co60 incluso un leve flujo de neutrones. Afortunadamente, no es especialmente rápido.

Answer 2

Hay tres efectos principales:

La primera, y más sencilla, es la contaminación por partículas. El uranio de las barras de combustible se pulveriza en la explosión y de modo que las partículas de polvo contaminadas con uranio y otros isótopos (productos de fisión en las barras de combustible) fueron esparcidas al viento. No subestime la cantidad de polvo y humo liberado. Hubo varias toneladas de material altamente radiactivo en el núcleo. Que hace un montón de polvo.

Esto es lo que produce el largo viaje nube de polvo que activa los detectores en la ciudad de Minsk y Suecia y en otros lugares. El polvo puede obtener en la ropa y puede ser transferido por el tacto de la misma manera que cualquier tipo de contaminación se extienda. El problema para la salud es que cada pequeña partícula de polvo contiene trillones de átomos radiactivos que están en constante descomposición y la radiación que emiten. Si usted consigue un poco de partículas en los pulmones, se sientan allí radiando hacia los tejidos circundantes, por muchos años. No es buena.

El segundo efecto es de inmediata (símbolo del sistema) radiación gamma desde el núcleo. Esto fue lo que produjo el efecto de la luz sobre el reactor y por qué Legasov no dejes que el piloto del helicóptero vuela sobre el núcleo. Esto es principalmente lo que mató a los bomberos y el cambio de tripulación. Aquí, usted tiene básicamente un haz de radiación que proviene directamente del núcleo denso y de la inmensa tasa de descomposición que ocurren allí.

Un tercer efecto, es que la intensidad de radiación (gammas y neutrones) que pueden afectar a los núcleos de los átomos estables y activar ellos. Es decir, convierte los isótopos estables en los isótopos radiactivos, que después de la caries. Esto está bien descrito en las otras respuestas.

Answer 3

Como mucho, ya que la contaminación por partículas radiactivas va de Uranio-235 no es muy radiactivo, en el sentido de que tiene una vida media de 703 800 000 años. El cesio 137, uno comunes resto de productos de reactores de fisión, tiene un período de semidesintegración de 30.17 años. Esto significa que si usted medir la radiactividad como el número de desintegraciones por unidad de tiempo Cesio 137 es $703 800 000/30.17 \approx 23 300 000$ veces más radiactivo que la misma cantidad de uranio.

Como por lo que respecta a pequeñas cantidades de partículas de polvo, la constante de Avogadro nos dice que un mol de un determinado átomo o molécula contiene $6\times10^{23}$ tales objetos. Ahora, como sabemos que el Cesio 137 tiene una vida media de 30.17 años sabemos que si tenemos un mol (136.9 gramo) de cesio 137, $3\times10^{23}$ de los átomos se desintegran en 30.17 años. Como 30.17 años contiene: $30.17\times365\times24\times60\times60=951 441 120$ cuestión de segundos podemos encontrar el promedio de número de decaimientos de un mol de Cesio 137 por segundo durante un período de 30.17 años para ser $3\times10^{23}/9.51441120\times10^8\approx 3.15\times10^{14}$ desintegraciones por segundo. Así que cantidades muy pequeñas de una sustancia radiactiva generar una gran cantidad de desintegraciones por segundo.

Si usted formalmente quiere saber "¿Cómo se hace exactamente algo compuesto de un no radiactivos de masas, se vuelven radiactivos?" además de contaminarse por una sustancia radiactiva, usted puede ir a la wikipedia y buscar la radiactividad inducida. Básicamente dice que el principal mecanismo detrás de la inducida por radioactivty es la captura de neutrones por una previamente no el núcleo radiactivo. Así que si usted no tiene una sustancia radiactiva, junto a una sustancia radiactiva que emite neutrones libres de la no-sustancia radiactiva podría tomar algunos neutrones y se vuelven radiactivos si ahora es un isótopo inestable.

No hay otra forma de radiactividad inducida cuando usted golpea una nucleous con un rayo gamma con energía suficiente para liberar a uno de sus neutrones. Si el nuevo isótopo, con un neutrón menos, no es estable, tiene la radiactividad inducida.

Answer 4

También puedo imaginar que las partículas radiactivas, tales como los de U-235, se puede pegar a la ropa o contaminar el agua. Sin embargo, esto no parece plausible que, ¿hay realmente mucho de U-235 en un reactor nuclear de partículas de polvo a ser un problema considerable en este sentido?

Sí, no hay realmente mucho que radiactivos cosas en el reactor. Sin embargo, el problema no es el uranio. Cuando el reactor comienza a funcionar, se produce la descomposición de los productos que son mucho "más caliente" que el uranio. Son tan radiactivos que incluso cantidades microscópicas son peligrosos.

Otros materiales que pueden ser radiactivo, pero sólo si bajo la intensa radiación (tales como el interior de un reactor). El "contagio" que se muestra no es desde inducida por la radiación, pero a partir de la transferencia de partículas calientes que contenían productos de desintegración del núcleo del reactor.

Answer 5

La ropa, el agua, el suelo, etc. se vuelven radioactivos porque se contaminan con productos de fisión como el cesio-137, el yodo-131, etc.