Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 14. 8 april 1952 - Andras erfarenheter - Lågeffektreaktorers användning, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
15 april 1952
333
kemisterna dela med fysiker, metallurger och andra
vetenskapsmän. Vidare finns andra strålningskällor som
redan länge har använts och som anses lämpligare för
ändamålet. De ger nämligen en homogen strålning som
bara med viss svårighet kan erhållas från en reaktor.
Vid uranatomers klyvning frigörs neutroner med en
medelenergi på 2 MeV. De åtföljs av gammastrålar med hög
energi. Genom kollisioner med moderatorns atomer
retarderas ungefär hälften av neutronerna till termisk
hastighet. Reaktorn avger därför neutroner och gammastrålar
med mycket olika energivärden. Primärt ger all
bestrålning av materia rekylerande atomer. Härigenom bryts
kemiska bindningar, joniseras atomer osv. Det är därför inte
förvånande att olika typer av strålning med olika energi
ibland har nära lika verkan.
Sålunda ger bestrålning av n-butan med alfapartiklar
från radon samma iakttagbara kemiska förändringar som
bombardemang med deuteroner från en cyklotron. I
många fall kan emellertid resultaten bli mycket olika.
Alfa- och gammastrålars inverkan på vatten är t.ex. så
olika, att man förr trodde att de senare inte hade någon
verkan alls. Härav synes följa, att man utom i relativt få
fall, i vilka den komplexa strålningen från en reaktor kan
användas, bäst når målet med en radiokemisk
undersökning, om man utför den med en enda typ av strålning
vars energivärden ligger inom ganska snäva gränser.
Man kan visserligen lätt isolera strålar av neutroner med
låg energi, dvs. på upp till något tusental elektronvolt, ur
den sammansatta reaktorstrålningen, men enhetliga
neutronstrålar med högre energi kan bara erhållas i några
specialfall. Detta förhållande begränsar reaktorernas
användning vid radiokemiska undersökningar.
Termiska neutroner med en energi på ca 0,035 eV kan
isoleras genom att man låter strålning från en reaktor
passera genom ett 200 mm tjockt skikt av bly eller vismut.
I detta absorberas gammastrålningen utan att
neutronstrålningen allvarligt försvagas. Denna leds sedan genom
en 1,8—2,4 m lång kolonn av ren grafit, där neutronerna
genom kollisioner med kolatomerna kommer i termisk
jämvikt med dessa. Den termiska kolonnen i den homogena
reaktorn i Los Alamos ger t.ex. en strålning på mer än
106n/cm2 s, varvid förhållandet mellan termiska och
snabbare neutroner är 90 000 : 1.
Mekaniska anordningar bestående av en serie roterande
slitsade skivor så synkroniserande, att bara neutroner med
en viss hastighet passerar, har använts med ganska gott
resultat för att isolera neutroner med energivärden på
upp till ca 1 000 eV. Man har också utnyttjat
kristall-spektrometrar för att ur en heterogen strålning isolera
neutroner med en viss energi. Strålarna bryts härvid i en
lämplig kristall varvid avlänkningsvinkeln är omvänt
proportionell mot neutronernas hastighet. Ur det erhållna
"spektret" kan man sedan ta ut en strålning med önskad
energi. Denna metod kan användas för energivärden på
upp till ca 100 eV.
Det finns också flera andra metoder att isolera
neutron-stilar med en viss önskad energi ur reaktorstrålning. Vid
alla sådana metoder utnyttjas dock bara en bråkdel av
denna. Av en strålning i reaktorns inre på 1012 n/cm2 s kan
man för närvarande få enhetlig strålning på 108—10®
n/cm2 s. Dessa intensiteter är dock mycket större än de
som stod till förfogande för bara några år sedan.
Bland de typer av undersökningar som kan utföras och
delvis har utförts med strålning från lågeffektreaktorer
kan nämnas bestämning av de olikheter i
klyvningsprodukternas sammansättning som uppstår när isotoper, t.ex.
^U, utsätts för neutronstrålning med olika energi.
Ytterligare vetande på detta område kan leda till bättre
förståelse av själva klyvningsprocessen.
Strålnings primära verkan på kemiska föreningar,
särskilt vatten och vattenlösningar, har länge studerats. Man
tror att vatten först ger väteatomer och OH-radikaler,
men mycket arbete återstår innan man rett ut de pro-
cesser som följer på bildningen av primärprodukterna.
Strålning kan också orsaka polymerisation av gaser eller
vätskor, t.ex. styren, bensen och cvanföreningar. Studier
inom detta område har inte bara lett till en uppfattning
om de komplexa faktorer som bestämmer grundprocessen
utan också till bättre svar på sådana praktiska frågor som
Geiger-rörs arbetssätt och orsaken till vissa störningar i
elektronmikroskop.
När en atom träffas av en partikel med hög kinetisk
energi eller när en partikel utslungas från en
sönderfallande atomkärna varvid atomen rekylerar, kan ett antal
olika händelser inträffa, t.ex. brytning av kemiska
bindningar, bildning av laddade eller neutrala brottstycken av
en molekyl osv. Undersökning av dylika fenomen kan leda
in på flera olika områden, t.ex. studium av mekaniska och
fysikaliska förändringar på grund av förflyttningar av
atomer i fasta kroppar.
Vid biologisk forskning kan strålningen från reaktorer
utnyttjas på i princip samma sätt som vid kemisk.
Röntgen och i mindre utsträckning andra strålar har vanligen
använts för att undersöka strålnings biologiska effekt.
Reaktorstrålning har ännu inte fått större användning på
detta område. Studium av skadetröskeln, dödlig
strålningsdos, verkan på olika organ och på arvsfaktorer kan
emellertid utföras.
Vid många undersökningar som rör atomvapen och
civilförsvar är den komplicerade reaktorstrålningens verkan av
intresse. I andra fall är användning av homogen strålning
med enhetlig energi nödvändig. Verkan av strålning på
biokemiska ämnen studeras efter samma linjer som
verkan på andra kemiska föreningar. Undersökningar av
denna typ har öppnat helt nya möjligheter att förklara
och böta strålningsskador.
Inom fysikalisk forskning har strålningen från reaktorer
använts i större utsträckning än inom något annat område.
Liksom inom kemisk forskning utnyttjas den bäst om man
ur den isolerar homogen strålning. Just utvecklingen av
metoder för att göra detta utgör en viktig del av den
fysikaliska forskningen. Många viktiga kärnfysikaliska
undersökningar kan göras med strålar av neutroner med
enhetlig energi. Bland dem är t.ex. bestämning av tröskelenergin
för olika kärnreaktioner, utbytesförhållandena för
klyvningsprodukterna i en reaktor, strålningens polarisation,
neutronernas sönderfall och resonansfenomen vid
absorption av neutroner.
Homogen strålnings makroskopiska verkan på materia
är också av stort intresse. Till detta område hör också
undersökning av strålningens absorption i olika material, dess
reflexion, inverkan på materials termiska, elektriska och
andra egenskaper, strålningsinducerad luminiscens och
fluorescens samt bestämning av kristallers struktur.
Klyvningsprodukter som bildas under reaktorns drift
skiljs då och då från uranet i en reaktor med fast bränsle.
De blir då tillgängliga för olika ändamål. I en homogen
reaktor samlas icke flyktiga klyvningsprodukter i
vattenlösningen, medan de gasformiga vilka bildas i mycket
liten mängd följer med den knallgas som uppstår genom
strålningens inverkan på vattnet.
Icke flyktiga klyvningsprodukter kan man erhålla från
en homogen reaktor genom att ta ut en liten del av
lösningen och isolera dem ur denna. Separeringen kan göras
genast provet uttagits, om anordningar för hanterande av
den högaktiva vätskan finns. Man kan då erhålla
klyvningsprodukter med kort livslängd. En viss gasformig eller
icke flyktig klyvningsprodukt kan utvinnas, om man kan
isolera den genom någon icke alltför invecklad process.
Motsvarande separeringar kan göras med produkter från
en reaktor med fast bränsle men blir besvärligare.
Det finns ännu stora luckor i kännedomen om det
kvantitativa utbytet av olika klyvningsprodukter och om
sönderfallsschemat för högaktiva sådana. Studium av de
klyvningsprodukter som undergår en serie betasönderfall
innan de når ett stabilt tillstånd har givit nästan allt hittills
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
