Què són els elements radioactius. Utilitats i perills. Unitats de... de les radiacions. Becquerelio (Bq)

Què són els elements radioactius. Utilitats i perills. Unitats de mesura
de les radiacions.
Els elements radioactius són els que tenen radioactivitat. La unitat de
mesura de les radiacions en el sistema universal són els Becquerelio (Bq),
que equival a una desintegració per segon.
La radioactivitat és un fenomen físic que presenten certes
substàncies procedents de la desintegració de determinats nuclis que la
formen. N'hi ha de dos tipus:
R. natural, prové de la transformació dels materials radioactius que
formen l'escorça terrestre i de les radiacions procedents de l'espai
exterior, que constitueixen la radiació còsmica.
R. artificial, s'utilitza per aplicar−la en medicina, indústria o navegació i
són els elements radioactius creats per l'ésser humà.
Una de les principals aplicacions, en el camp de l'energia, és la
producció d'electricitat, basada en l'aprofitament de la calor que es
produeix en la ruptura dels àtoms. Altres aplicacions, en el camp de la
indústria per exemple, podrien ser aplicacions de control, que s'utilitzen per
comprovar la qualitat d'un producte o per controlar un procés de fabricació.
També trobem aplicacions químiques que s'usen per transformar les
propietats físiques de la matèria, el què ens porta a la creació d'altres
materials.
Les utilitats dels radioisòtops, a partir d'aquests camps d'aplicació,
són múltiples i abarquen operacions com:
Obtenció d'imatges de l'estructura interna dels elements, mitjançant
l'aplicació de gammagrafies. S'utilitza, per exemple, per inspeccionar
1
soldadures.
Detecció de fugues, utilitzant radioisòtops que mitjançant el seu
seguiment permeten localitzar fugues a les canyeries i dipòsits.
Esterilització de materials, per exemple material quirúrgic de l'hospital.
Medir espesors i densitats, coneixent la trajectòria seguida per un haz
d'ionització es pot controlar l'espesor d'un material (paper, plàstic...).
Medir la humitat, aplicant a l'anàlisi de terres i en la construcció de
carreteres per comprovar el grau d'humitat del terreny.
Medir nivells, utilitzat per verificar el nivell d'ompliment en líquids, per
exemple una planta embotelladora o per l'envassatge de productes.
L'aplicació de la radioactivitat en l'agricultura s'utilitza per obtenir
cultius d'alt rendiment, produir varietats vegetals resistents a les malaltíes,
optimització de sistemes de regadiu, erradicar plagues...
En l'alimentació també s'utilitza, per exemple per prolongar el període
de conservació del aliments.
En arqueologia s'aplicar per datar jaciments i objectes d'interès
arqueològic.
L'aplicació mèdica és la realització de diagnòstics i per finalitats
terapèutiques.
Les radiacions afecten la matèria al incidir amb ella. Però la seva
capacitat varia en funció del tipus de radiació. Les radiacions ionitzants
poden ser perilloses pels éssers vius exposats a elles si no s'utilitzen de
manera adient. Dependrà de la quantitat d'energia absorvida, el tipus de
radiació rebuda i la part del cos afectada.
Les magnituts de mesura són:
Dosis absorvida: energia absorvida pels teixits per unitat de massa.
2
Dosi equivalent: si es té en comte el tipus d'òrgan o teixit afectat.
Dosis efectiva: valoració tant del teixit afectat com del tipus de radiació
que ha rebut.
Sievert (Sv): unitat de mesura.
La reacció de fissió de l'urani 235 i origen de l'energia que s'obté.
Reacció exoenergètica consistent en la partició d'un nucli atòmic en
dos altres de masses comparables. Les característiques essencials de la
fissió són un gran alliberament d'energia (200 MeV/fissió), la formació de
nuclis actius i l'emissió de neutrons. El procés consisteix en fer xocar un
neutró amb un nucli pesat, de tal manera que es divideixi en dos de més
lleugers i al mateix temps alliberi altres neutrons que, al mateix temps,
impactin amb altres nuclis pesats, iniciant−se una successió de ruptures de
nuclis denominada reacció en cadena. Amb aquest procés s'allibera una gran
quantitat d'energia que s'aprofita per produir electricitat.
Què és, quines parts té i com funciona una central nuclear. Descripció
de la central de Vandellòs I.
És una instal·lació per produir energia elèctrica mitjançant la fissió
nuclear.
Una central nuclear consta de dues parts: edifici de contenció i la
sala de turbines.
L'edifici de contenció és on es dóna el procés de transformació de l'energia
nuclear (fissió nuclear) en vapor. L'element més destacable és el nucli on hi
arriba l'aigua que s'escalfarà fins a convertir−se en vapor.
A la sala de turbines hi arriba el vapor procedent de l'edifici de contenció.
Les turbines impulsades per aquest vapor fan girar l'alternador que
produeix l'energia elèctrica.
3
Altres parts d'una central nuclear són:
Condensador: encarregat de convertir el vapor, després de ser utilitzat a
les turbines, en aigua que tornarà a entrar a l'edifici de contenció.
Parc de distribució: és la instal·lació que transporta l'energia elèctrica fins
als centres de consum (fàbriques, cases, ciutats...).
Què és un accident nuclear, com es classifiquen i quins són els seus
efectes.
Un accident nuclear és la contaminació atmosfèrica produïda per la
fuga de radioactivitat degut al mal funcionament d'una central.
Una central nuclear és una instal·lació complexa submesa a fortes
mesures de seguretat, tot i així, al llarg de la història de l'energia nuclear hi
ha hagut diversos accidents. Alguns dels més coneguts són: Harrisburg
(E.U.A), Xernòvil (Icranía), Vandellòs I (Catalunya). Els accidents nuclears
es produeixen per la fusió del nucli del reactor, degut a falles de
refrigeració. Com a conseqüència, puja exageradament la temperatura i es
fon el reactor, alliberant a l'atmosfera la radioactivitat.
L' efecte d'un accident nuclear és: la contaminació radioactiva, que
afecta a tots els ésser vius (plantes, animals i l'home), alterant els cicles
biològics.
Què són els residus nuclears, com es classifiquen i què es fa amb ells.
Els residus radioactius són els materials o objectes per els quals no
es preveu cap ús i estan contaminats per elements radioactius en quantitats
superiors als límits legals establerts al respecte. Es classifiquen en dos
tipus:
Residus de baixa i mitja activitat (RBMA): contenen isòtops emissors
beta i/o gamma amb període de semidesintegració inferior o igual a 30 anys
4
i no desprenen calor. Per exemple eines, materials filtrants, xeringues,
guants o material utilitzat en les Unitats de Medicina Nuclear i
Radioteràpia...
Residus d'alta activitat (RAA): contenen generalment isòtops emissors
alfa amb període de semidesintegració superior a 30 anys i poden
desprendre calor.
Espanya ha optat pel tipus d'emmagatzematge superficial amb
barreres artificials. Les barreres tenen com a objectiu impedir que l'aigua,
superficial o subterrània, entri en contacte amb els residus. Així,
l'emmagatzematge ha de complir uns requisits:
−estar situat per sobre del nivell més alt que puguin agafar les aigües
subterrànies.
−estar protegit de les aigües superficials per una cobertura impermeable.
−disposar de sistemes de control que verifiquin el perfecte funcionament
del sistema de barreres.
En la vida d'aquest tipus d'emmagatzematge es diferencien tres fases: la
fase d'explotació, en la que els residus són emmagatzemats; la fase de
vigilància que dura mentre els residus presenten riscos radiològics i, per
últim, la fase de lliure utilització, en la que l'emplaçament pot ser emprat ja
per a qualsevol altre ús.
Què és el desmantellament d'una central, quines fases té i quins costos.
Quan una instal·lació acaba la seva vida útil, és necessari procedir a la
seva clausura. Aquesta inclou les operacions necessàries que permetin la
utilització posterior de la zona sense cap tipus de restricció.
En el cas de desmantellament de centrals nuclears, l'Organisme
Internacional de l'Energia atòmica (OIEA) estableix tres nivells:
5
1er nivell: es retira el combustible i els residus d'operació de la central, es
desconecten els sistemes, es limiten i es vigila l'esxés a la zona i es manté la
instal.lació en parada indefinida. La descontaminació és mínima.
2on nivell: es descontaminen i recuperen els components, equips i
estructures que puguin ser reutilitzats, es desmantellen sistemes i edificis.
Es restaura el terreny lliberat i el caixó del reactor s'enterra,
mantinguent−lo en vigilància. (14.800 millons de pessetes)
3er nivell: es desmantella el caixó del reactor. La descontaminació és total
i el lloc es condiciona per què es pugui utilitzar sense restriccions. (35.000
millons de pessetes)
6