Расчет концентрации радиоактивных элементов
При составлении таблицы использовались данные, полученные из цепочек радиоактивных осколков деления. Для каждого нуклида указаны период его полураспада в искомых единицах измерения и переведенный в секунды (для практичности расчетов), постоянная распада (вероятность распада ядра в единицу времени), кумулятивный выход осколков деления в относительных единицах, количество ядер, образовавшихся за одно деление, активность на 1МВт мощности (число актов распада в данном образце радиоактивного нуклида за единицу времени) (Следует подчеркнуть, что единицы активности непосредственно связаны только с числом распадов в источнике в 1 секунду, а не с количеством вещества или числом испускаемых частиц, и характеризует не что иное, как скорость ядерных превращений в источнике).
В связи с поставленной задачей был разработан алгоритм расчета накопления радиоактивных осколков деления в реакторе.
Для начала задаем время работы реактора τ=3 года (3года = 26280 часов = 9,46 107 секунд). Для практичности использования полученных данных в дальнейшем, все расчеты ведутся на 1МВт мощности реактора.
количество делений в секунду на 1 МВт мощности:
Постоянная распада λ рассчитывается следующим образом:
где:
Т - период полураспада, сек;
Баланс радиоактивных ядер в работающем реакторе имеет вид:
где:
N - количество образовавшихся ядер на 1 МВт мощности, яд./МВт;
λ - постоянная распада (вероятность распада ядра в единицу времени), 1/сек;
γi -выход осколков деления i на одно деление в относительных единицах;
Если материнское ядро (i-1) имеет значительно меньший период полураспада, чем дочернее (i), то 
можно заменить
на 
.
Тогда решение баланса будет иметь вид:
где,
- кумулятивный выход осколков деления i;
τ - время работы реактора, 9,46 * 107сек;
Для тех элементов, у которых период полураспада составляет менее полугода, исходя из формулы, постоянная радиоактивного распада λi будет настолько мала, что значение 
будет меньше или равно 0,01. Соответственно результат вычитания в скобках будет равен 0,99, что ни каким образом не повлияет на значение Ni. Исходя из этого, формулу для определения количества образовавшихся ядер на МВт мощности можно упростить до следующего вида:
После необходимо определить активность элемента, измеряемую в распадах/сек/Мвт мощности реактора (или Бк/МВт):
где:активность на МВт мощности Бк/МВт;
Для последующих элементов выводятся следующие расчетные формулы:
В ситуации, когда период полураспада меньше полугода формула имеет вид:
Для аналогичной ситуации расчет активности производится по следующей формуле:
Для примера воспользуюсь самой первой цепочкой превращений с массовым числом 72:
. 47ч Zn72 → 14,1ч Ga72 → стаб.Ge72
Еще статьи по экологии
Разработка проекта предельно-допустимых выбросов в атмосферу для стационарного источника загрязнения
Вопрос
о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и
экологов всего мира.
И
это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы совреме ...
Процесс снижения ущерба окружающей среде (на примере ОАО Сургутнефтегаз)
До
настоящего времени анализ безопасности в нефтегазовой промышленности по
существу сводился к чисто инженерным методам достижения технически оправданных
уровней безопасности технологически ...
Проект природоохранных мероприятий для условий Южной водопроводной станции ГУП Водоканал Санкт-Петербурга
Государственное унитарное предприятие " Водоканал
Санкт-Петербурга" - одного из крупнейших в России предприятий
водопроводно-канализационного хозяйства, которое обеспечивает подгот ...