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放射性物质释放高能量辐射,它在第一步就已通过包裹放射性同位素放在适当的容器中将其转换成热能。应用屏蔽来控制放射,这方面不仅仅只和载人飞行任务有关,同时也要防止干扰科学仪器。
放射性同位素的衰变提供了恒定的程度的热量,放射性同位素发电机可以利用其中的热电转换系统直接转换成电力能源,或如斯特林发动机通过媒介转换成机械能。前者提供了一个强鲁棒性的系统,没有移动部件或发动机的磨损,后者提供了更高的热-电转换效率,但提高了整体系统的复杂性。
放射性同位素发电机已经在地面和空间应用中成功应用了超过十年。地面系统主要应用于远程发电,因为供应燃料发电机是不切实际的。同时放射性同位素发电机也已广泛地应用于空间中,尤其是到太阳系外的空间任务中。行星际航天任务和其他脱离地球引力场的航天任务可使用放射性同位素发电机。如航天任务执行完毕后将发电机存入在高轨道上,则也可用于地球轨道。在任何情况下都须作出最终的处理。还有就是应用于相对较低功耗的移动系统,如因为大小的原因而无法使用太阳能光伏板的火星表面探测车 。
放射性同位素发电机在应用时要注意使用封闭系统加以保护,该系统的设计和构造应保证在可预见的轨道条件下在再人高层大气时承受热力和空气动力,轨道运行条件在有关时包括高椭圆轨道或双曲线轨道。一旦发生撞击,封闭系统和同位素的物理形态应确保没有放射性物质散入环境,以便可以通过一次回收作业完全清除撞击区的放射性 。
放射性同位素发电机的研制,因空间应用而受到重视。这项工作最早是在蒙德实验室进行的(该实验在50年代初是由蒙萨托研究公司负责为原子能委员会进行工作的)。后来(1960年),由西屋公司完成《NAP-100》,即100瓦的核辅助发电机的研制工作。《NAP-100》由140对由玻璃和云母热绝缘的温差电偶(碲化铅-锗,碲化铋)构成,最大电功率为131瓦,总效率达5.16%。
此后,在气象站的促进之下,研制成《SNAP-3》(3瓦的锶90核辅助发电机)和五台《SNAP-7》,其中《SNAP-7》发电机的结构如图1,成为首批供实用的放射性同位素发电机。已用在海上浮标、导航灯和声纳信标等设备的电源中。为进行月震实验,《阿波罗-11》号的宇航员曾将一个同位素加热器放在月面上运转,《阿波罗-12》号的宇航员留在月球上的仪器的唯一电源就是《SNAP-27》,它经受了月球表面极高温差考验,功率输出为70瓦。航宇局的《先驱者》和《海盗》等不载人的行星际探测火箭,都使用了放射性同位素电源 。
到当地或省环保局网站上找《辐射安全许可证申请表》或《核技术项目应用登记表》中找找,有个格式,你可以按表格里的内容填写,如果不会填写的话,可以向购买设备的厂家咨询,应该可以帮你完成
所谓同位素效应是指超导体的临界温度依赖于同位素质量的现象。 1950年英国H.弗罗利希指出,金属中电子通过交换声子(点阵振动)可以产生吸引作用。他预言超导体的临界温度与同位素的质量之间存在一定的关系...
对于氘、重水等重要的轻元素同位素及其化合物的宏观物理常数,在20世纪30年代虽已作了普遍测定,至今仍不断补充和修正。50年代测定了诸如 DO的键长、键角等微观结构数据。70年代以来,开始深入到同位素取...
如果将一个放射性同位素发电机的外壳剥开,如图2我们将发现它有四个主要的部分。第一部分为外壳本身,其为一个薄薄的金属罐用来防止内部受到污染 ,通常也用来做为散热器。第二部分为大量的辐射屏蔽物质,虽然这些有时对于发射α粒子的燃料并没有必要。第三部分就是排列整齐的热电元或是热离子转换体,用以把同位素衰变时所放出热的一部分转变为电流。最后,在发电机的中心部分便是整个能量的来源即燃料套。大多数放射性同位素发电机的形状均呈圆柱形柱 。
放射性同位素发电机由于主要是在外层空间使用,因此必须要遵循相关法则,主要是《关于在外层空间使用核动力源的原则》。1992年联合国大会通过《关于在外层空间使用核动力源的原则》,各国在外层空问使用核动力源应遵守下列规则:
1.涉及在外层空间使用核动力源的活动应按照国际法,尤其是《联合国宪章》和《外空条约》进行。
2.在外层空间使用核动力源应限于用非核动力源无法合理执行的航天任务。
3.载有核动力源的空间物体的设计应包括冗余设备、故障纠正系统、牵制和隔离以及部件相互独立等功能。以防止或尽量减少公众接触辐射。
4.核反应堆的设计应能使其在达到运行轨道前不进入临界状态.使之用后存放在足够高度的轨道上,以确保该系统在进入大气层前放射性物质衰变到安全的水平;放射性同位素发电机的设计应使其能承受再入大气层和地面撞击,同时不将放射性物质散人环境。
5.发射核动力源的国家应公开对该系统的安全评价,万一该系统发生故障导致重返地球时,发射国应通知有关国家并帮助消除任何有害影响。
6.各国应按照《外空条约》和《责任公约》。为其设计使用核动力源的外空活动承担责任。在损害赔偿方面,除应按公平合理原则确定赔偿外,还应包括偿还有适当和足够依据的搜索、回收和清理工作的费用,其中包括第三方提供援助的费用 。
放射性同位素安全管理制度
放射性同位素安全管理制度 1.1 基本要求 1.1.1 使用、处置以及转让、进出口放射性同位素,应当遵守《放射性同位素与安全 和防护条例》(下称《条例》)规定。 1.1.2 放射性同位素的安全和防护工作有使用单位具体管理,安全环保部实施监督管 理。 1.1.3 我公司现用的八枚放射源铯 -137,按照国家对人体健康和环境的潜在危害程度 分类,都属于Ⅳ类源。 1.2 许可和备案 1.2.1 按照《条例》的规定,公司使用的Ⅳ类放射源,应当事先向有审批权的河南省 环境保护主管部门提出许可申请, 并提交符合条件的证明材料。 办理《辐射安全许可证》。 禁止无许可证或者不按照许可证规定的种类和范围从事放射性同位素活动。禁止伪造、 变造、转让许可证。 1.2.2 公司若变更单位名称、地址、法定代表人,应当自变更登记之日起 20日内,向 原发证机关申请办理许可证变更手续。 1.2.3 放射源的设施或者场所
放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法 (2)
环境保护部令 部令 第 18 号 放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法 《放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法》已由环境保护部 2011年第 一次部务会议于 2011年 3月 24日审议通过。现予公布,自 2011年 5月 1日起 施行。 环境保护部部长 周生贤 二○一一年四月十八日 主题词:环保 法规 放射性 令 放射性同位素与射线装置安全和防护管理办法 第一章 总则 第二章 场所安全和防护 第三章 人员安全和防护 第四章 废旧放射源与被放射性污染的物品管理 第五章 监督检查 第六章 应急报告与处理 第七章 豁免管理 第八章 法律责任 第九章 附则 第一章 总 则 第一条 为了加强放射性同位素与射线装置的安全和防护管理, 根据《中华人 民共和国放射性污染防治法》和《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》, 制定本办法。 第二条 本办法
放射性同位素电池的热源是放射性同位素。它们在蜕变过程中会不断以具有热能的射线的形式,向外放出比一般物质大得多的能量。
这种很大的能量有两个特点。一是蜕变时放出的能量大小、速度,不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场的影响,因此,核电池以抗干扰性强和工作准确可靠而著称。另一个特点是蜕变时间很长,这决定了放射性同位素电池可长期使用。放射性同位素电池采用的放射性同位素来主要有锶-90(Sr-90,半衰期为28年)、钚-238(Pu-238,半衰期89.6年)、钋-210(Po-210半衰期为138.4天)等长半衰期的同位素。将它制成圆柱形电池。燃料放在电池中心,周围用热电元件包覆,放射性同位素发射高能量的α射线,在热电元件中将热量转化成电流。
放射性同位素电池的核心是换能器,常用的换能器叫静态热电换能器,它利用热电偶的原理在不同的金属中产生电位差,从而发电。在外形上,放射性同位素电池虽有多种形状,但最外部分都由合金制成,起保护电池和散热的作用;次外层是辐射屏蔽层,防止辐射线泄漏出来;第三层就是换能器了,在这里热能被转换成电能;最后是电池的心脏部分,放射性同位素原子在这里不断地发生蜕变并放出热量。
放射性同位素电池在美、俄等国已实际应用,用于航天器的能源供应、海事活动及医学等。
在深海里,太阳能电池根本派不上用场,燃料电池和其他化学电池的使用寿命又太短,所以只能使用放射性同位素电池。例如,现在已用它作海底潜艇导航信标,能保证航标每隔几秒钟闪光一次,几十年内可以不换电池。人们还将核电池用作水下监听器的电源,用来监听敌方潜水艇的活动。还有的将放射性同位素电池用作海底电缆的中继站电源,它既能耐五六千米深海的高压,又少花费成本。
在医学上,放射性同位素电池已用于心脏起搏器和人工心脏。它们的能源要求精细可靠,以便能放入患者胸腔内长期使用。植入人体内的微型放射性同位素电池以钽铂合金作外壳,内装150毫克钚238,整个电池只有160克重,体积仅18立方毫米。它可以连续使用10年以上。
1969 年7月21日,在使人类第一次成功地登上月球阿波罗11号飞船上,安装了两个放射性同位素装置,其热功率为15瓦,用的燃料为钚 -238。该装置叫做ALRH(Apolo Lunar RI Heater)装置,意思是阿波罗在月球上用的放射性同位素发热器。
在后来发射的用于探索月面的阿波罗宇宙飞船 上,安装的放射性同位素装置全是SNAP-27A装置。它用的燃料是钚-238,设计的电输出功率为63.5瓦,整个装置重量为31千克,设计寿命为一年。
与此同时,处于背阳的月面,其温度会急剧下降好几百度,从酷热一下变成了严寒的世界。为了使卫星上的地震仪 、磁场仪以及其它机械能正常工作,必须利用余热进行保温。
在阿波罗12号飞船上首次装载的放射性同位素电池——SNAP-27A装置,其寿命远远超过设计时考虑的一年,并能连续供给70瓦以上的电力 。由于这一实验获得成功,后来在1970年发射的阿波罗14号以及随后的阿彼罗15号、16号、17号等飞船上都相继安装了SNAP-27A装置。
2012年8月6日,降落火星的美国好奇号火星车就使用了这种“核电池”,他可以为好奇号持续供电14年。
仪器由辐射源和辐射检测器两部分组成。用放射性同位素作为人工辐射源。它不会造成样本的破坏,可用于现场记录和/或遥测系统。把检测器部分安放在雪场的地基上,另一部分安装在高出最大雪深的高度上。随着雪的积聚,计数速率随雪水当量增加而成比例地减小。放射性同位素可采用铀,辐射源呈环形,环形中央是单柱检测器,这种系统已成功地用于测量雪水当量达500mm,或雪深为150cm的积雪。