Ядерные технологии: история и применение

Введение

Технология, связанная с реакциями атомных ядер.

Ядерная технология – это технология, использующая ядерные реакции атомных ядер. К заметным ядерным технологиям относятся ядерные реакторы, ядерная медицина и ядерное оружие. Она также применяется, в частности, в дымовых извещателях и прицелах для оружия.

Открытие

Подавляющее большинство обычных природных явлений на Земле связаны только с гравитацией и электромагнетизмом, а не с ядерными реакциями. Это происходит потому, что атомные ядра обычно разделены, поскольку они содержат положительные электрические заряды и, следовательно, отталкиваются друг от друга. В 1896 году Анри Беккерель исследовал фосфоресценцию солей урана, когда обнаружил новое явление, которое получило название радиоактивности. Он, Пьер Кюри и Мария Кюри начали изучать это явление. В ходе исследований они выделили элемент радий, обладающий высокой радиоактивностью. Они обнаружили, что радиоактивные материалы испускают три типа интенсивного проникающего излучения, которые они назвали альфа-, бета- и гамма-излучением, по первым трем буквам греческого алфавита. Некоторые из этих видов излучения могут проходить сквозь обычные материалы, и все они в больших дозах могут быть вредны. Все первые исследователи получили различные лучевые ожоги, подобные солнечным, и не придавали этому большого значения. Новое явление радиоактивности было подхвачено производителями шарлатанских лекарств (как и открытия электричества и магнетизма ранее), и было предложено множество патентованных лекарств и методов лечения с использованием радиоактивности. Постепенно стало понятно, что излучение, возникающее при радиоактивном распаде, является ионизирующим, и что даже количества, недостаточные для вызывания ожогов, могут представлять серьезную долгосрочную опасность. Многие ученые, работавшие с радиоактивностью, умерли от рака в результате воздействия. Радиоактивные патентованные лекарства в основном исчезли, но другие применения радиоактивных материалов сохранились, например, использование солей радия для создания светящихся циферблатов на приборах. По мере углубления понимания строения атома, природа радиоактивности становилась все более ясной. Некоторые крупные атомные ядра нестабильны и поэтому распадаются (выделяют материю или энергию) через случайные промежутки времени. Три типа излучения, открытых Беккерелем и Кюри, также стали лучше понятны. Альфа-распад – это высвобождение альфа-частицы, состоящей из двух протонов и двух нейтронов, эквивалентной ядру гелия. Бета-распад – это высвобождение бета-частицы, высокоэнергетического электрона. Гамма-распад испускает гамма-лучи, которые, в отличие от альфа- и бета-излучения, не являются материей, а представляют собой электромагнитное излучение очень высокой частоты и, следовательно, энергии. Этот тип излучения наиболее опасен и его труднее всего остановить. Все три типа излучения встречаются в природе в определенных элементах. Также стало ясно, что конечным источником большей части энергии на Земле является ядерная энергия, либо за счет излучения Солнца, вызванного звездными термоядерными реакциями, либо за счет радиоактивного распада урана внутри Земли, который является основным источником геотермальной энергии.

The vast majority of common, natural phenomena on Earth only involve gravity and electromagnetism, and not nuclear reactions. This is because atomic nuclei are generally kept apart because they contain positive electrical charges and therefore repel each other. In 1896, Henri Becquerel was investigating phosphorescence in uranium salts when he discovered a new phenomenon which came to be called radioactivity. He, Pierre Curie and Marie Curie began investigating the phenomenon. In the process, they isolated the element radium, which is highly radioactive. They discovered that radioactive materials produce intense, penetrating rays of three distinct sorts, which they labeled alpha, beta, and gamma after the first three Greek letters. Some of these kinds of radiation could pass through ordinary matter, and all of them could be harmful in large amounts. All of the early researchers received various radiation burns, much like sunburn, and thought little of it. The new phenomenon of radioactivity was seized upon by the manufacturers of quack medicine (as had the discoveries of electricity and magnetism, earlier), and a number of patent medicines and treatments involving radioactivity were put forward. Gradually it was realized that the radiation produced by radioactive decay was ionizing radiation, and that even quantities too small to burn could pose a severe long term hazard. Many of the scientists working on radioactivity died of cancer as a result of their exposure. Radioactive patent medicines mostly disappeared, but other applications of radioactive materials persisted, such as the use of radium salts to produce glowing dials on meters. As the atom came to be better understood, the nature of radioactivity became clearer. Some larger atomic nuclei are unstable, and so decay (release matter or energy) after a random interval. The three forms of radiation that Becquerel and the Curies discovered are also more fully understood. Alpha decay is when a nucleus releases an alpha particle, which is two protons and two neutrons, equivalent to a helium nucleus. Beta decay is the release of a beta particle, a high energy electron. Gamma decay releases gamma rays, which unlike alpha and beta radiation are not matter but electromagnetic radiation of very high frequency, and therefore energy. This type of radiation is the most dangerous and most difficult to block. All three types of radiation occur naturally in certain elements. It has also become clear that the ultimate source of most terrestrial energy is nuclear, either through radiation from the Sun caused by stellar thermonuclear reactions or by radioactive decay of uranium within the Earth, the principal source of geothermal energy.

Ядерное деление

При естественном ядерном излучении побочные продукты очень малы по сравнению с ядрами, из которых они происходят. Ядерное деление — это процесс расщепления ядра на приблизительно равные части с высвобождением энергии и нейтронов. Если эти нейтроны захватываются другим нестабильным ядром, они также могут вызвать деление, что приводит к цепной реакции. Среднее число нейтронов, высвобождаемых при делении одного ядра и вызывающих деление другого ядра, обозначается как k. Значения k, превышающие 1, означают, что реакция деления высвобождает больше нейтронов, чем поглощает, и, следовательно, является самоподдерживающейся цепной реакцией. Масса делящегося материала, достаточно большая (и имеющая подходящую конфигурацию), чтобы вызвать самоподдерживающуюся цепную реакцию, называется критической массой. Когда нейтрон захватывается подходящим ядром, деление может произойти немедленно, либо ядро может оставаться в нестабильном состоянии в течение короткого времени. Если количество немедленных делений достаточно для поддержания цепной реакции, масса считается быстрокритической, и высвобождение энергии будет быстро и неконтролируемо расти, обычно приводя к взрыву. Когда это было открыто накануне Второй мировой войны, это понимание побудило несколько стран начать программы по исследованию возможности создания атомной бомбы — оружия, использующего реакции деления для высвобождения гораздо большего количества энергии, чем можно получить с помощью химических взрывчатых веществ. Манхэттенский проект, осуществляемый Соединенными Штатами при содействии Соединенного Королевства и Канады, разработал несколько видов оружия на основе деления, которые были применены против Японии в 1945 году в Хиросиме и Нагасаки. В ходе проекта были также разработаны первые ядерные реакторы, хотя они предназначались главным образом для производства оружия и не вырабатывали электроэнергию. В 1951 году первая атомная электростанция, использующая ядерное деление, начала вырабатывать электроэнергию на Экспериментальном реакторе-размножителе № 1 (EBR 1) в Арко, штат Айдахо, положив начало «Атомной эре» более интенсивного использования энергии человеком. Однако, если масса становится критической только с учетом запаздывающих нейтронов, то реакцию можно контролировать, например, путем введения или удаления поглотителей нейтронов. Это позволяет строить ядерные реакторы. Быстрые нейтроны нелегко захватываются ядрами; их необходимо замедлить (превратить в медленные нейтроны), обычно посредством столкновений с ядрами замедлителя нейтронов, прежде чем они смогут быть легко захвачены. Сегодня этот тип деления обычно используется для производства электроэнергии.

In natural nuclear radiation, the byproducts are very small compared to the nuclei from which they originate. Nuclear fission is the process of splitting a nucleus into roughly equal parts, and releasing energy and neutrons in the process. If these neutrons are captured by another unstable nucleus, they can fission as well, leading to a chain reaction. The average number of neutrons released per nucleus that go on to fission another nucleus is referred to as k. Values of k larger than 1 mean that the fission reaction is releasing more neutrons than it absorbs, and therefore is referred to as a self sustaining chain reaction. A mass of fissile material large enough (and in a suitable configuration) to induce a self sustaining chain reaction is called a critical mass. When a neutron is captured by a suitable nucleus, fission may occur immediately, or the nucleus may persist in an unstable state for a short time. If there are enough immediate decays to carry on the chain reaction, the mass is said to be prompt critical, and the energy release will grow rapidly and uncontrollably, usually leading to an explosion. When discovered on the eve of World War II, this insight led multiple countries to begin programs investigating the possibility of constructing an atomic bomb — a weapon which utilized fission reactions to generate far more energy than could be created with chemical explosives. The Manhattan Project, run by the United States with the help of the United Kingdom and Canada, developed multiple fission weapons which were used against Japan in 1945 at Hiroshima and Nagasaki. During the project, the first fission reactors were developed as well, though they were primarily for weapons manufacture and did not generate electricity. In 1951, the first nuclear fission power plant was the first to produce electricity at the Experimental Breeder Reactor No. 1 (EBR 1), in Arco, Idaho, ushering in the "Atomic Age" of more intensive human energy use. However, if the mass is critical only when the delayed neutrons are included, then the reaction can be controlled, for example by the introduction or removal of neutron absorbers. This is what allows nuclear reactors to be built. Fast neutrons are not easily captured by nuclei; they must be slowed (slow neutrons), generally by collision with the nuclei of a neutron moderator, before they can be easily captured. Today, this type of fission is commonly used to generate electricity.

Ядерный синтез

Если ядра сталкиваются, они могут подвергнуться ядерному синтезу. Этот процесс может высвобождать или поглощать энергию. Когда полученное ядро легче ядра железа, энергия обычно выделяется; когда ядро тяжелее ядра железа, энергия обычно поглощается. Этот процесс синтеза происходит в звездах, которые получают свою энергию из водорода и гелия. В звездах, посредством звёздного нуклеосинтеза, формируются лёгкие элементы (от лития до кальция), а также некоторые тяжёлые элементы (за пределами железа и никеля, посредством S-процесса). Оставшееся обилие тяжёлых элементов, от никеля до урана и далее, обусловлено нуклеосинтезом сверхновых, R-процессом. Разумеется, эти естественные астрофизические процессы не являются примерами ядерных "технологий". Из-за очень сильного отталкивания ядер, добиться синтеза контролируемым образом крайне сложно. Водородные бомбы получают свою огромную разрушительную силу от синтеза, однако их энергия не поддаётся контролю. Контролируемый синтез достигается в ускорителях частиц; именно так производится множество синтетических элементов. Фьюзор также способен производить контролируемый синтез и является полезным источником нейтронов. Однако оба этих устройства работают с чистым потреблением энергии. Контролируемая, практически реализуемая энергия синтеза остаётся неуловимой, несмотря на отдельные случаи мошенничества. Технические и теоретические трудности препятствуют разработке гражданской технологии синтеза, хотя исследования продолжаются и по сей день по всему миру. Изначально ядерный синтез рассматривался лишь в теоретическом ключе во время Второй мировой войны, когда учёные Манхэттенского проекта (под руководством Эдварда Теллера) изучали его как способ создания бомбы. Проект отказался от синтеза, придя к выводу, что для его детонации потребуется реакция деления. Первая полноценная водородная бомба была взорвана лишь в 1952 году, и получила такое название, поскольку в ней использовались реакции между дейтерием и тритием. Реакции синтеза гораздо более энергичны в пересчёте на единицу массы топлива, чем реакции деления, но запустить цепную реакцию синтеза значительно сложнее.

If nuclei are forced to collide, they can undergo nuclear fusion. This process may release or absorb energy. When the resulting nucleus is lighter than that of iron, energy is normally released; when the nucleus is heavier than that of iron, energy is generally absorbed. This process of fusion occurs in stars, which derive their energy from hydrogen and helium. They form, through stellar nucleosynthesis, the light elements (lithium to calcium) as well as some of the heavy elements (beyond iron and nickel, via the S process). The remaining abundance of heavy elements, from nickel to uranium and beyond, is due to supernova nucleosynthesis, the R process. Of course, these natural processes of astrophysics are not examples of nuclear "technology". Because of the very strong repulsion of nuclei, fusion is difficult to achieve in a controlled fashion. Hydrogen bombs obtain their enormous destructive power from fusion, but their energy cannot be controlled. Controlled fusion is achieved in particle accelerators; this is how many synthetic elements are produced. A fusor can also produce controlled fusion and is a useful neutron source. However, both of these devices operate at a net energy loss. Controlled, viable fusion power has proven elusive, despite the occasional hoax. Technical and theoretical difficulties have hindered the development of working civilian fusion technology, though research continues to this day around the world. Nuclear fusion was initially pursued only in theoretical stages during World War II, when scientists on the Manhattan Project (led by Edward Teller) investigated it as a method to build a bomb. The project abandoned fusion after concluding that it would require a fission reaction to detonate. It took until 1952 for the first full hydrogen bomb to be detonated, so called because it used reactions between deuterium and tritium. Fusion reactions are much more energetic per unit mass of fuel than fission reactions, but starting the fusion chain reaction is much more difficult.

Ядерное оружие

Ядерное оружие – это взрывное устройство, получающее свою разрушительную силу от ядерных реакций, деления или комбинации деления и синтеза. Обе реакции высвобождают огромное количество энергии из относительно небольшого количества вещества. Даже небольшие ядерные устройства способны разрушить город взрывом, пожаром и радиацией. Ядерное оружие считается оружием массового уничтожения, и вопросы его применения и контроля являются ключевыми в международной политике с момента его создания. Конструкция ядерного оружия сложнее, чем может показаться. Такое оружие должно обеспечивать стабильность одной или нескольких подкритических делящихся масс для развертывания, а затем индуцировать критичность (достижение критической массы) для детонации. Также достаточно сложно обеспечить, чтобы такая цепная реакция успела поглотить значительную часть топлива до того, как устройство разлетится. Получение ядерного топлива также представляет собой сложную задачу, поскольку достаточно нестабильные вещества, необходимые для этого процесса, в настоящее время не встречаются на Земле в подходящих количествах. Один из изотопов урана, уран-235, встречается в природе и обладает достаточной нестабильностью, однако он всегда смешан с более стабильным изотопом уран-238. Последний составляет более 99% массы природного урана. Следовательно, для обогащения (выделения) урана-235 необходимо провести разделение изотопов, основанное на разнице в массе трех нейтронов. Альтернативно, элемент плутоний обладает изотопом, достаточно нестабильным для использования в этом процессе. Наземный плутоний в настоящее время не встречается в природе в достаточных количествах для такого применения, поэтому его необходимо производить в ядерном реакторе. В конечном итоге, в рамках Манхэттенского проекта было создано ядерное оружие на основе каждого из этих элементов. Первое ядерное оружие было взорвано в ходе испытания под кодовым названием «Trinity» недалеко от Аламогордо, штат Нью-Мексико, 16 июля 1945 года. Испытание было проведено для подтверждения работоспособности метода детонации посредством имплозии, что и было достигнуто. 6 августа 1945 года на японский город Хиросима была сброшена урановая бомба «Малыш», а через три дня на Нагасаки – плутониевая бомба «Толстяк». В результате беспрецедентных разрушений и потерь японское правительство вскоре капитулировало, положив конец Второй мировой войне. После этих бомбардировок ядерное оружие больше не применялось в наступательных целях. Тем не менее, это спровоцировало гонку вооружений, направленную на разработку все более мощных бомб для обеспечения ядерного сдерживания. Чуть более чем через четыре года, 29 августа 1949 года, Советский Союз испытал свое первое ядерное оружие. За ним последовала Великобритания 2 октября 1952 года, Франция – 13 февраля 1960 года, а Китай – компонент ядерного оружия. Примерно половина погибших в Хиросиме и Нагасаки умерла в течение двух-пяти лет после этого от последствий радиационного облучения. Радиационное оружие – это тип ядерного оружия, предназначенный для распространения опасных ядерных материалов на территории противника. Такое оружие не обладает взрывной мощностью делящейся или термоядерной бомбы, но способно убить большое количество людей и загрязнить обширную территорию. Радиологическое оружие никогда не применялось. Несмотря на то, что обычные военные считают такое оружие бесполезным, оно вызывает опасения в связи с возможностью ядерного терроризма. С 1945 года было проведено более 2000 ядерных испытаний. В 1963 году все ядерные и многие неядерные государства подписали Договор о частичном запрещении испытаний ядерного оружия, взяв на себя обязательство воздерживаться от проведения испытаний в атмосфере, под водой и в космосе. Договор разрешал проведение подземных ядерных испытаний. Франция продолжала атмосферные испытания до 1974 года, а Китай – до 1980 года. Последнее подземное испытание Соединенными Штатами было проведено в 1992 году, Советским Союзом – в 1990 году, Великобританией – в 1991 году, а Франция и Китай продолжали испытания до 1996 года. После подписания Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний в 1996 году (который по состоянию на 2011 год не вступил в силу) все эти государства взяли на себя обязательство прекратить все ядерные испытания. Индия и Пакистан, не подписавшие договор, в последний раз испытали ядерное оружие в 1998 году. Ядерное оружие – самое разрушительное оружие, известное человечеству, архетипическое оружие массового уничтожения. На протяжении Холодной войны противостоящие стороны располагали огромными ядерными арсеналами, достаточными для уничтожения сотен миллионов людей. Целые поколения выросли в тени ядерной угрозы, отраженной в таких фильмах, как «Доктор Стрейнджлав» и «Атомное кафе». Однако огромное высвобождение энергии при взрыве ядерного оружия также указывало на возможность создания нового источника энергии.

A nuclear weapon is an explosive device that derives its destructive force from nuclear reactions, either fission or a combination of fission and fusion. Both reactions release vast quantities of energy from relatively small amounts of matter. Even small nuclear devices can devastate a city by blast, fire and radiation. Nuclear weapons are considered weapons of mass destruction, and their use and control has been a major aspect of international policy since their debut. The design of a nuclear weapon is more complicated than it might seem. Such a weapon must hold one or more subcritical fissile masses stable for deployment, then induce criticality (create a critical mass) for detonation. It also is quite difficult to ensure that such a chain reaction consumes a significant fraction of the fuel before the device flies apart. The procurement of a nuclear fuel is also more difficult than it might seem, since sufficiently unstable substances for this process do not currently occur naturally on Earth in suitable amounts. One isotope of uranium, namely uranium 235, is naturally occurring and sufficiently unstable, but it is always found mixed with the more stable isotope uranium 238. The latter accounts for more than 99% of the weight of natural uranium. Therefore, some method of isotope separation based on the weight of three neutrons must be performed to enrich (isolate) uranium 235. Alternatively, the element plutonium possesses an isotope that is sufficiently unstable for this process to be usable. Terrestrial plutonium does not currently occur naturally in sufficient quantities for such use, so it must be manufactured in a nuclear reactor. Ultimately, the Manhattan Project manufactured nuclear weapons based on each of these elements. They detonated the first nuclear weapon in a test code named "Trinity", near Alamogordo, New Mexico, on July 16, 1945. The test was conducted to ensure that the implosion method of detonation would work, which it did. A uranium bomb, Little Boy, was dropped on the Japanese city Hiroshima on August 6, 1945, followed three days later by the plutonium based Fat Man on Nagasaki. In the wake of unprecedented devastation and casualties from a single weapon, the Japanese government soon surrendered, ending World War II. Since these bombings, no nuclear weapons have been deployed offensively. Nevertheless, they prompted an arms race to develop increasingly destructive bombs to provide a nuclear deterrent. Just over four years later, on August 29, 1949, the Soviet Union detonated its first fission weapon. The United Kingdom followed on October 2, 1952; France, on February 13, 1960; and China component to a nuclear weapon. Approximately half of the deaths from Hiroshima and Nagasaki died two to five years afterward from radiation exposure. A radiological weapon is a type of nuclear weapon designed to distribute hazardous nuclear material in enemy areas. Such a weapon would not have the explosive capability of a fission or fusion bomb, but would kill many people and contaminate a large area. A radiological weapon has never been deployed. While considered useless by a conventional military, such a weapon raises concerns over nuclear terrorism. There have been over 2,000 nuclear tests conducted since 1945. In 1963, all nuclear and many non nuclear states signed the Limited Test Ban Treaty, pledging to refrain from testing nuclear weapons in the atmosphere, underwater, or in outer space. The treaty permitted underground nuclear testing. France continued atmospheric testing until 1974, while China continued up until 1980. The last underground test by the United States was in 1992, the Soviet Union in 1990, the United Kingdom in 1991, and both France and China continued testing until 1996. After signing the Comprehensive Test Ban Treaty in 1996 (which had as of 2011 not entered into force), all of these states have pledged to discontinue all nuclear testing. Non signatories India and Pakistan last tested nuclear weapons in 1998. Nuclear weapons are the most destructive weapons known the archetypal weapons of mass destruction. Throughout the Cold War, the opposing powers had huge nuclear arsenals, sufficient to kill hundreds of millions of people. Generations of people grew up under the shadow of nuclear devastation, portrayed in films such as Dr. Strangelove and The Atomic Cafe. However, the tremendous energy release in the detonation of a nuclear weapon also suggested the possibility of a new energy source.

Ядерная энергия

Ядерная энергетика — это вид ядерных технологий, основанный на контролируемом использовании ядерного деления для высвобождения энергии, необходимой для выполнения работы, включая создание тяги, выработку тепла и производство электроэнергии. Ядерная энергия вырабатывается в результате контролируемой ядерной цепной реакции, которая создает тепло, используемое для кипячения воды, производства пара и вращения паровой турбины. Турбина, в свою очередь, используется для генерации электроэнергии и/или выполнения механической работы. В настоящее время ядерная энергетика обеспечивает около 15,7% мирового производства электроэнергии (по данным на 2004 год) и применяется для привода авианосцев, ледоколов и подводных лодок. Однако экономические факторы и опасения, связанные с некоторыми портами, до сих пор препятствуют использованию ядерной энергии на транспортных судах. Все атомные электростанции работают на принципе деления. Ни одна искусственно созданная реакция ядерного синтеза пока не привела к получению жизнеспособного источника электроэнергии.

Медицинские применения

Медицинские применения ядерных технологий делятся на диагностику и лучевое лечение. Визуализация. Наибольшее применение ионизирующего излучения в медицине – медицинская радиография для получения изображений внутренних органов и тканей человека с помощью рентгеновских лучей. Это крупнейший искусственный источник облучения людей. В медицинской и стоматологической радиографии используются кобальт-60 или другие источники рентгеновского излучения. Ряд радиофармпрепаратов используется, иногда в сочетании с органическими молекулами, в качестве радиоактивных индикаторов или контрастных веществ в организме человека. Для получения изображений с высоким разрешением и короткой продолжительностью используется позитронно-эмиссионная томография, в которой применяются позитронно-эмиссионные нуклиды. Радиационное лечение также применяется для терапии заболеваний.

Продовольственная переработка и сельское хозяйство

В биологии и сельском хозяйстве радиация используется для индуцирования мутаций с целью получения новых или улучшенных видов, как, например, в атомном садоводстве. Другое применение в борьбе с насекомыми – метод стерильных самцов, при котором самцы насекомых стерилизуются радиацией и выпускаются в природу, чтобы не давать потомства и сократить популяцию. В промышленности и пищевой отрасли радиация применяется для стерилизации инструментов и оборудования. Преимуществом является возможность герметичной упаковки объекта в пластик перед стерилизацией. Перспективным направлением в пищевой промышленности является стерилизация продуктов питания посредством облучения. Облучение пищевых продуктов – это процесс воздействия ионизирующего излучения на продукты с целью уничтожения микроорганизмов, бактерий, вирусов или насекомых, которые могут в них содержаться. Источниками излучения служат гамма-излучатели на основе радиоизотопов, рентгеновские установки и электронные ускорители. Среди других применений – подавление прорастания, замедление созревания, увеличение выхода сока и улучшение регидратации. Облучение – это более общий термин, обозначающий преднамеренное воздействие радиации на материалы для достижения определенной технической цели (в данном контексте подразумевается «ионизирующее излучение»). В связи с этим оно также используется для обработки непищевых материалов, таких как медицинское оборудование, пластмассы, трубы для газопроводов, шланги для систем отопления, термоусадочная пленка для упаковки пищевых продуктов, автозапчасти, провода и кабели (изоляция), шины и даже драгоценные камни. Объем этих повседневных применений огромен по сравнению с объемом облучаемых пищевых продуктов, однако потребители обычно этого не замечают. Фактическое воздействие обработки продуктов питания ионизирующим излучением заключается в повреждении ДНК – базовой генетической информации для жизни. Микроорганизмы теряют способность к размножению и продолжению вредоносной или патогенной деятельности. Микроорганизмы, вызывающие порчу, не могут продолжать свою активность. Насекомые погибают или становятся неспособными к размножению. Растения не могут продолжать естественный процесс созревания или старения. Все эти эффекты полезны как для потребителей, так и для пищевой промышленности. В настоящее время облучение пищевых продуктов разрешено более чем в 40 странах, а годовые объемы обработки во всем мире оцениваются в значительных масштабах. Облучение пищевых продуктов – это, по сути, безудержная технология; она основана на использовании ионизирующего излучения, которое может генерироваться электронными ускорителями с последующим преобразованием в тормозное излучение, но также может быть получено из гамма-лучей, возникающих при ядерном распаде. Во всем мире существует промышленность по обработке ионизирующим излучением, в которой преобладают ускорители как по количеству, так и по мощности. Облучение пищевых продуктов является лишь нишевым применением по сравнению с медицинскими изделиями, пластиковыми материалами, сырьем, драгоценными камнями, кабелями и проводами и т.д.

In biology and agriculture, radiation is used to induce mutations to produce new or improved species, such as in atomic gardening. Another use in insect control is the sterile insect technique, where male insects are sterilized by radiation and released, so they have no offspring, to reduce the population. In industrial and food applications, radiation is used for sterilization of tools and equipment. An advantage is that the object may be sealed in plastic before sterilization. An emerging use in food production is the sterilization of food using food irradiation. Food irradiation is the process of exposing food to ionizing radiation in order to destroy microorganisms, bacteria, viruses, or insects that might be present in the food. The radiation sources used include radioisotope gamma ray sources, X ray generators and electron accelerators. Further applications include sprout inhibition, delay of ripening, increase of juice yield, and improvement of re hydration. Irradiation is a more general term of deliberate exposure of materials to radiation to achieve a technical goal (in this context 'ionizing radiation' is implied). As such it is also used on non food items, such as medical hardware, plastics, tubes for gas pipelines, hoses for floor heating, shrink foils for food packaging, automobile parts, wires and cables (isolation), tires, and even gemstones. Compared to the amount of food irradiated, the volume of those every day applications is huge but not noticed by the consumer. The genuine effect of processing food by ionizing radiation relates to damages to the DNA, the basic genetic information for life. Microorganisms can no longer proliferate and continue their malignant or pathogenic activities. Spoilage causing micro organisms cannot continue their activities. Insects do not survive or become incapable of procreation. Plants cannot continue the natural ripening or aging process. All these effects are beneficial to the consumer and the food industry, likewise. Food irradiation is currently permitted by over 40 countries and volumes are estimated to exceed annually worldwide. Food irradiation is essentially a non nuclear technology; it relies on the use of ionizing radiation which may be generated by accelerators for electrons and conversion into bremsstrahlung, but which may use also gamma rays from nuclear decay. There is a worldwide industry for processing by ionizing radiation, the majority by number and by processing power using accelerators. Food irradiation is only a niche application compared to medical supplies, plastic materials, raw materials, gemstones, cables and wires, etc.

Аварии

Атомные аварии, из-за огромной энергии, высвобождаемой при них, часто очень опасны. Исторически, первые инциденты приводили к смертельному облучению. Мария Кюри умерла от апластической анемии, вызванной высоким уровнем радиационного воздействия. Два учёных, американец Гарри Даглиан и канадец Луи Слоттин, погибли в результате неосторожного обращения с одной и той же массой плутония. В отличие от обычного оружия, смертельная опасность ядерного оружия заключается не только в интенсивном свете, тепле и взрывной силе. Примерно половина погибших в Хиросиме и Нагасаки умерла через два-пять лет от последствий радиационного облучения. Кроме того, сравнительно небольшое количество радиоактивных отходов, образующихся при производстве ядерной энергии, безопасно утилизируется на крупных ядерных объектах или перерабатывается и используется повторно для других энергетических целей. Сторонники ядерной энергетики также указывают на упущенные выгоды от использования других источников электроэнергии. Например, Агентство по охране окружающей среды оценивает, что уголь ежегодно становится причиной смерти 30 000 человек из-за своего негативного воздействия на окружающую среду, в то время как в Чернобыльской катастрофе погибло 60 человек. Реальным примером влияния, приводимым сторонниками ядерной энергетики, является увеличение выбросов углекислого газа на 650 000 тонн в течение двух месяцев после закрытия Вермонтской атомной электростанции "Янки".