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原子炉では放射性同位体はどのように使用されていますか?

放射性同位体は、いくつかの方法で原子炉で重要な役割を果たします。

1。燃料:

* 核分裂性同位体: 核原子炉の最も一般的な燃料は、中性子で砲撃されたときに核核分裂を受ける核分裂性放射性同位体であるウラン-235(U-235)です。この核分裂は、電力を生成するために使用される熱の形でエネルギーを放出します。反応器で使用される他の核分裂性同位体には、プルトニウム-239(PU-239)およびウラン-233(U-233)が含まれます。

* 肥沃な同位体: 直接皮感ではありませんが、ウラン-238(U-238)やトリウム232(TH-232)のような同位体は肥沃です。それらは、中性子捕獲とその後の放射性崩壊を介して核分裂性同位体に変換できます。繁殖として知られるこのプロセスは、ブリーダーリアクターで使用されます。

2。制御と安全性:

* コントロールロッド: ホウ素やカドミウムなどの材料で作られたコントロールロッドを反応器コアに挿入して、中性子を吸収します。これにより、核分裂が利用可能な中性子の数を減らすことにより、連鎖反応が遅くなります。コントロールロッドの位置を調整することにより、反応器の電力を調整できます。

* 中性子検出器: ヘリウム-3(HE-3)のような放射性同位体は、反応器内の中性子フラックスを監視するために中性子検出器で使用されます。これらの検出器は、安全な原子炉動作を確保するための重要な情報を提供します。

3。監視と測定:

* 放射性トレーサー: 放射性同位体は、反応器システム内の流体と材料の流れを追跡するためのトレーサーとして使用でき、その動作の理解と最適化を支援します。

* 放射性減衰: 特定の放射性同位体の減衰を使用して、反応器内の成分の年齢を測定したり、放射性廃棄物の蓄積を追跡したりできます。

4。医療および産業用アプリケーション:

* 放射性廃棄物: 核核分裂の副産物ですが、放射性廃棄物は医学、農業、産業の潜在的な用途を持つ可能性があります。これには、慎重な管理と処理が必要です。

5。研究開発:

* 研究原子炉: これらの原子炉は、科学的研究と実験のために特別に設計されています。それらは、医療および産業用のアプリケーションのために放射性同位体を生産するためによく使用されます。

放射性同位体は原子炉機能には不可欠ですが、放射能のために潜在的な危険をもたらすことに注意することが重要です。慎重な設計、操作、および安全プロトコルは、リスクを軽減し、これらの強力なツールの責任ある使用を確保するために重要です。

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