Daily Archives: May 22, 2017

Fizika okoliša, Nuklearna fizika

Šta je radioaktivni otpad i gdje se nalazi?

Leave a comment

Radioaktivni otpad

 
 

 

Oznaka za radioaktivnu opasnost prema ISO 2007.

 

Bazen za privremeno odlaganje istrošenog nuklearnog goriva u nuklearnoj elektrani.

 

Uklanjanje niskoradioaktivnog otpada.

 

Spremnici istrošenog nuklearnog goriva se prevoze željeznicom u Ujedinjenom Kraljevstvu. Svaki spremnik ima 360 mm debelu čeličnu oplatu i prelazi težinu od 50 tona.

 

Poplava u blizini NE Krško 2010.

 

Moderni spremnici za prijevoz istrošenog nuklearnog goriva željeznicom.

 

Uranijeva ruda – osnovna sirovina za nuklearno gorivo.

 

Žuti kolač – oblik u kojem se uranij prevozi od rudnika do postrojenja za pretvorbu u uranijev heksafluorid.

 

UF6 – uranijev heksafluorid se može koristiti za obogaćivanje uranija.

 

Kaskade plinskih centrifuga u postrojenju za obogaćivanje uranija (SAD)

 

Nuklearno gorivo u obliku uranijevog oksida.

 

Primjer suhih bačvi za spremanje istrošenog nuklearnog goriva.

 

Švedski KBS-3 spremnici za radioaktivni otpad.

 

Odlagalište radioaktivnog otpada u Carlsbadu (Novi Meksiko)

 

Izgled odlagališta radioaktivnog otpada Onkalo (Finska).

 

Odlagalište radioaktivnog otpada Schacht Konrad I (Njemačka) u starom napuštenom rudniku.

 
Planirano odlagalište radioaktivnog otpada u planinama Yucca (Nevada), od kojeg se trenutno odustalo zbog nedostatka kapitala.

 

Radioaktivni otpad (kratica: RAO) je otpad koji nije predviđen za daljnje korištenje. Posebna je vrsta industrijskog otpada. Dio radioaktivnog otpada nastaje u zdravstvu. Radioaktivni otpad sadrži radioaktivne izotope takvih aktivnosti koje premašuju granične vrijednosti propisane pripadajućom zakonskom regulativom zbog čega za nj važi posebni režim gospodarenja. Zajednička osobina radioaktivnim izotopima je ionizirajuće zračenje. Radioaktivni izotopi su određeni regulativom kojom se uzimaju u obzir sljedeći parametri: specifična aktivnost beta i gama emitera (Asp, s/γ), specifična aktivnost alfa emitera (Asp, α), površinska aktivnost beta i gama emitera (Asp, s/γ) i površinska aktivnost alfa emitera (Asp, α). Prema našoj regulativi, radioaktivnim se otpadom smatraju oni materijali, onečišćeni radioaktivnim izotopima, kod kojih je premašena jedna od sljedećih vrijednosti:

Asp, s/γ ≥ 1 x 108 Bq/m3,
Asp, α ≥ 1 x 107 Bq/m3,
Asp, s/γ ≥ 5 x 103 Bq/m2,
Asp, α ≥ 5 x 102 Bq/m2.

Radioaktivni materijali koji se koriste u različitim primjenama postaju, nakon nekog vremena, djelomično ili potpuno neupotrebljivi, ali često i dalje zadrže veliki dio radioaktivnosti koju su imali (ili stekli) za vrijeme uporabe (npr. istrošeni izvori zračenja ili iskorišteno nuklearno gorivo). Ako ih se ne može (ili ne isplati) preraditi za ponovnu ili daljnju uporabu, odnosno ako nakon prerade preostanu neupotrebljive radioaktivne tvari, dobiva se radioaktivni otpad. Njegova će se radioaktivnost s vremenom smanjivati, te može postati neznatnom već za nekoliko dana ili mjeseci, ali (ovisno o vrsti aktivnih atoma koje sadrži) otpad može ostati opasno radioaktivan još mnogo godina (pa i mnogo tisuća godina). Osim toga, u procesu korištenja radioaktivnih materijala (uključujući i njihovo dobivanje, obradu, čuvanje, prijevoz i eventualnu preradu) mogu postati radioaktivnima i mnogi obični materijali (npr. ambalaža ili procesne tekućine) i predmeti (posude, oprema ili odjeća) koji s njima dolaze u dodir ili su u njihovoj blizini. Uzrok tomu najčešće je fizički prijenos radioaktivnih atoma (radionuklida) na okolne tvari, koji se uvijek ne može spriječiti ili barem dovoljno ograničiti, a u nekim procesima (npr. u nuklearnom reaktoru) može radioaktivnost u okolnim materijalima biti i inducirana zračenjem (poglavito neutronima). Takvi “obični” predmeti i tvari, koji su postal onečišćeni, odnosno radioaktivni u procesu korištenja izvorno radioaktivnih materijala, čine danas u svijetu po obujmu najveći dio radioaktivnog otpada. 

No, to nije najvažniji i najopasniji dio radioaktivnog otpada. Ono što je zapravo privuklo pozornost najšire javnosti jest relativno mala količina vrlo opasnog i visokoaktivnog otpada koji nastaje u reaktorima nuklearnih elektrana. To je ponajprije iskorišteno nuklearno gorivo, odnosno visokoaktivni otpad koji preostaje nakon njegove eventualne prerade. Iako čini tek nekoliko postotaka volumena ukupnog radioaktivnog otpada u svijetu, visokoaktivni otpad sadrži više od 90% njegove radioaktivnosti.

Podjela radioaktivnog otpada

Radioaktivni otpad se dijeli na:

niskoradioaktivni otpad = od 5 x 106 do 5 x 109 Bq/m3;
srednjeradioaktivni otpad = od 5 x 109 do 5 x 1014 Bq/m3;
visokoradioaktivni otpad > 5 x 1014 Bq/m3.
Nisko i srednje radioaktivni otpad su zaštitna odjeća, kontaminirani metalni otpad, zapakirani pepeo od spaljivanja otpada u inozemstvu, otpad od procesa čišćenja radioaktivne vode (talog nakon isparavanja, ionski izmjenjivači, filtri). Taj otpad je većinom nisko radioaktivan, samo manja količina je srednje radioaktivna. U Nuklearnoj elektrani Krško je radioaktivni otpad pohranjen u standardnim bačvama i cjevastim spremnicima, koji imaju volumen triju bačvi. Skladište se u privremenom skladištu za nisko i srednje radioaktivni otpad. Potkraj 2010. ukupni volumen uskladištenog radioaktivnog otpada bio je 2210,6 m3, a ukupna radioaktivnost 19,8 TBq. Nisko i srednjeradioaktivni otpad može se podijeliti i prema tehničkoj klasifikaciji: ionski izmjenjivači, ukrućena gusta masa iz parogeneratora, filtarski ulošci, otpaci koji se mogu sabiti. U bazenu za istrošeno gorivo bila su pohranjena 984 istrošena gorivna elementa iz prethodnih 24 nuklearnih gorivnih ciklusa. Ukupna masa istrošenog goriva dosad je 402 tone. To su visokoradioaktivne tvari.

Radioaktivni otpad se dijeli i s obzirom na agregatno stanje: plinoviti radioaktivni otpad, tekući radioaktivni otpad i čvrsti radioaktivni otpad.

Plinoviti radioaktivni otpad

U radu Nuklearne elektrane Krško nastaju radioaktivni plinovi koji se do raspadanja čuvaju u spremnicima.

Tekući radioaktivni otpad

Riječ je o tekućinama koje su kontaminirane radionuklidima. Taj otpad znači važan udio s obzirom na ukupnu količinu nisko i srednjeradioaktivnog otpada koji nastane u nuklearnoj elektrani. Zato je njegova obrada važna, da bi se smanjio njegov volumen, te da bi se pretvorio u oblik prikladan za skladištenje. Za smanjenje volumena tekućega radioaktivnoga otpada koriste se filtriranje, isparavanje i sušenje u bačvi. Isparjela se neradioaktivna voda vraća u proces, a preostala se radioaktivna masa suši u bačvi. Zagrijavanjem bačve izvlači se vodena para i tako nastaje čvrst i suh talog.

Čvrsti radioaktivni otpad

U čvrsti radioaktivni otpad ubrajaju se kontaminirane otpadne tvari, kao što su plastika, papir, krpe, osobna zaštitna oprema, alati i filtarski ulošci. Čvrsti radioaktivni otpad ima veliki volumen koji je za skladištenje potrebno smanjiti, jer bi inače brzo ispunio skladišne prostore. Dekontaminacija je jedan od postupaka za smanjenje njegove zapremnine. U mnogim slučajevima površinski se kontaminirani predmeti mogu uporabom mehaničkih, elektrokemijskih i kombiniranih metoda dekontaminirati do te mjere da više nisu radioaktivni materijal i nisu predmet upravnoga nadzora. Mogu se ponovno koristiti i time se može smanjiti količina radioaktivnog otpada.

Superkompaktiranje bačvi

Za smanjenje volumena čvrstoga radioaktivnoga otpada ovom metodom koriste se visokotlačni kompresori koji bačve i njihov sadržaj komprimiraju silom od 10 do 15 MN. Komprimirani otpad pohranjuje se u posebne, za to namijenjene bačve i spremnike. Zbog smanjenja volumena u Nuklearnoj elektrani Krško su izvedene dvije akcije superkompaktiranja bačvi visokotlačnom prešom. Tu će tehniku koristiti i ubuduće.

Spaljivanje otpada

Potkraj devedesetih godina 20. stoljeća, Nuklearna elektrana Krško se zbog rasterećenja skladišnih kapaciteta prvi put odlučio spaliti zapaljivi nisko i srednje radioaktivni otpad, što je jedna od metoda za smanjenje volumena radioaktivnoga otpada koje se koriste u svijetu. Suhi čvrsti radioaktivni otpad spaljen je u poduzeću Studsvik Radwaste AB iz Nyköpinga u Švedskoj. Bačve s pepelom sad su uskladištene u privremenom skladištu. I ubuduće spaljivanje ostaje jedna od mogućnosti smanjenja volumena nastalog otpada.

Skladištenje suhoga čvrstog nisko i srednjeradioaktivnog otpada

Čvrsti nisko i srednje radioaktivni otpad koji je nastao u Nuklearnoj elektrani Krško čuva se u privremenom skladištu za nisko i srednjeradioaktivni otpad. Privremeno je skladište armiranobetonska zgrada otporna na potrese. Konstruirana je tako da omogućuje odvojeno slaganje posuda s čvrstim radioaktivnim otpadom s obzirom na njihove karakteristike i sigurno postupanje s njima. Postojeći skladišni kapaciteti su ograničeni. Za izbor lokacije za trajno odlagalište nisko i srednjeradioaktivnoga otpada, izgradnju i upravljanje njime u Sloveniji je nadležna Agencija za radioaktivne odpadke, a u Hrvatskoj Agencija za posebni otpad APO.

Istrošeno nuklearno gorivo

U bazenu za istrošeno nuklearno gorivo u Nuklearnoj elektrani Krško potkraj 2010. bila su pohranjena 984 istrošena gorivna elementa iz prethodnih 24 nuklearnih gorivnih ciklusa. Ukupna masa istrošenoga goriva iznosila je 402 tone. Gorivni elementi koji su dosegnuli tehničku i ekonomsku granicu iskoristivosti nazivaju se istrošenim nuklearnim gorivom. Prema podjeli radioaktivnoga otpada s obzirom na specifičnu aktivnost, spadali bi u visokoradioaktivni otpad, a budući da je prihvaćena samo odluka o njihovu skladištenju do kraja rada Nuklearne elektrane Krško, nazvani su istrošenim gorivnim elementima.

U skladu s prihvaćenom strategijom, u Nuklearnoj elektrani Krško se skladište u posebnoj zgradi, u bazenu za istrošeno gorivo. Nakon modernizacije bazena, kad su postojeće rešetke zamijenjene novima, gušćima, za istrošeno nuklearno gorivo dobiveno je dovoljno prostora do kraja predviđenoga vijeka trajanja Nuklearne elektrane Krško. U bazenu ima prostora za 1694 istrošena gorivna elementa. Istrošeni gorivni elementi jako su radioaktivni i oslobađaju znatnu količinu topline, pa su pohranjeni u rešetkama uronjenima u vodu kojoj je dodana borna kiselina. Debeli sloj vode istodobno je štit od ionizirajućeg zračenja i sredstvo za odvođenje topline. Nakon prestanka rada nuklearne elektrane treba se pobrinuti za njezinu razgradnju. Pod time se podrazumijevaju postupci i radovi potrebni da se nuklearna elektrana dovede do stanja kad prestaje biti nuklearni objekt.

Radioaktivnost radioaktivnog otpada

Veća nuklearna elektrana (od 1 000 MW) obično troši oko 100 tona nuklearnog goriva (obogaćenog uranija) svake 3 godine. To se gorivo dobiva različitim fizikalnim i kemijskim postupcima pročišćavanja i obrade uranijevih izotopa iz uranijeve rudače, te prije uporabe još uvijek predstavlja prirodni materijal u pogledu radioaktivnosti, mada nekoliko desetaka tisuća puta aktivniji (oko 1012 Bq) od npr. jednake mase običnog kamena. U radioaktivni otpad, zapravo, treba ubrojiti i jalovinu iskorištene uranijeve rudače, koja svojom količinom znatno nadmašuje sve ostale radioaktivne materijale koji se koriste u nuklearnoj industriji. No, ona je vrlo male aktivnosti i može se odlagati na mjestu nastanka, odnosno u rudnike, bez prethodne obrade.

Međutim, u nuklearnom gorivnom ciklusu stvara se u gorivu velika količina umjetnih radionuklida (od kojih je većina mnogo aktivnija od uranija), tako da mu je radioaktivnost u normalnom pogonu reaktora (odnosno u trenutku vađenja iz nuklearnog reaktora) oko milijardu puta veća nego prije ulaska u reaktor (oko 1021 Bq za promatranih 100 tona). Upravo ti umjetno proizvedeni radionuklidi u iskorištenom nuklearnom gorivu najveći su dio radioaktivnog otpada koji nastaje u svim civilnim djelatnostima u svijetu. Njihova radioaktivnost mnogostruko je veća nego svih ostalih prirodnih i umjetnih radioaktivnih materijala koji se u tim djelatnostima uopće koriste. Ukupna umjetna radioaktivnost, sadržana u reaktorima svih nuklearnih elektrana na Zemlji potkraj 20. stoljeća, iznosi oko 1023 Bq. To je oko 10 puta više od prirodne radioaktivnosti svih oceana, odnosno oko 100 puta manje od procijenjene radioaktivnosti cijele Zemljine kore. No, radi usporedbe, u više od 1500 pokusnih eksplozija nuklearnog oružja između 1945. i 1985., umjetni radionuklidi ispušteni u okoliš imali su sveukupnu radioaktivnost oko 20 puta veću od navedenog iznosa sadržanog u nuklearnim elektranama.

Na sreću, od trenutka vađenja nuklearnog goriva iz reaktora (ili prestanka rada reaktora), radioaktivnost mu se umanji nekoliko puta već prvoga dana, te više od 100 puta u prvoj godini, i još oko 20 puta u sljedećih sto godina. Zato s globalnog ekološkog stajališta ukupna radioaktivnost svih današnjih nuklearnih elektrana ipak nije znatna: samo nekoliko godina nakon njihova zatvaranja bila bi ona tek mali postotak prirodne radioaktivnosti oceana, a u odnosu na radioaktivnost kontinentalnih ploča bila bi posve zanemariva. I nakon eksplozije nuklearne bombe aktivnost radionuklida izbačenih u okoliš naglo se smanjuje, čak i brže nego iskorištenog reaktorskog goriva, tako da nuklearni pokusi nisu uzrokovali zamjetnu globalnu akumulaciju radioaktivnosti, iako je spomenuti nominalni zbroj svih početnih aktivnosti iznosio oko 20% ukupne radioaktivnosti Zemljine kore.

Problemi s radioaktivnim otpadom

Upravo su vojni nuklearni pokusi (i neki postupci odlaganja otpada) pokazali da se radionuklide općenito ne može tako raspršiti u okoliš, a da se posve isključi vjerojatnost njihova kasnijeg koncentriranja na nekim mjestima, napose u nekim živim organizmima. To je jedan od odlučujućih razloga za odbacivanje naizgled najprivlačnijeg rješenja, da se iskorišteno nuklearno gorivo jednostavno potopi u oceane gdje bi se, kada degradiraju posude u kojima je dovezeno, jednostavno razrijedilo u golemoj vodenoj masi. Iako je ukupna masa do sada korištenog nuklearnog goriva posve zanemariva u usporedbi s količinom morske vode, a ni prosječnu radioaktivnost ne bi joj uvećalo više od nekoliko postotaka (ako najprije odleži u skladištima 50-tak godina nakon vađenja iz reaktora, odnosno ako barem tako dugo ne procuri iz posuda u koje je pakirano), postignuta je široka međunarodna suglasnost da otpad ne valja odlagati na taj način. [5]

Nije problem samo u tome što bi se radionuklidi raspršeni u vodi mogli akumulirati na pojedinim mjestima, odnosno u nekim organizmima. Čak i bez toga odlaganje radioaktivnog otpada u more nije dugoročno rješenje koje bi omogućilo nastavak i razvoj korištenja nuklearne energije i drugih primjena radioaktivnih materijala. Početno se brzo smanjivanje radioaktivnosti istrošenog nuklearnog goriva kasnije sve više usporava, te bi se takvim odlaganjem nakon nekog vremena čak i prosječna radioaktivnost oceana počela zamjetno povećavati. Ne bi to povećanje bilo tako veliko da bi ljudi postali neposredno ugroženi radioaktivnim zračenjem vodene mase, ali je posve nepredvidivo kakve bi posljedice moglo imati u moru kao životnoj zajednici. A u posljednjim smo desetljećima naučili da i relativno male globalne promjene, koje čovjek svojom djelatnošću unosi u ekosustav, mogu izazvati znatne nepoželjne učinke na različita živa bića, pa i na ljudsko zdravlje. Stoga je prevladalo mišljenje da radioaktivni otpad treba što bolje izolirati od okoliša, tako dugo dok ne prestane biti opasan. More je za tu svrhu posve nepodesna sredina, ne samo stoga što pogoduje raznošenju materijala, nego i zbog kemijske agresivnosti prema posudama u kojima se otpad nalazi. U međuvremenu je, ipak, u more bilo potopljeno barem 1017 Bq radioaktivnog otpada.

Rješenje je odlagalište u čvrstom tlu

Budući da nije moguće, a ne bi bilo ni etički prihvatljivo, planirati nadzor nad današnjim otpadom i u dalekoj budućnosti (za reaktorsko gorivo trebao bi potrajati tisućama godina), a tehnički još nije ostvarivo njegovo sigurno odvoženje sa Zemlje, preostaje jedino rješenje da se stabilni geološki slojevi u čvrstom tlu, na građevinski lako dostupnim dubinama, udaljeni od podzemnih vodotokova. Za sada se iskorišteno nuklearno gorivo (ili visoradiokoaktivni otpad koji je preostao nakon njegove prerade) privremeno čuva u posebnim skladištima kako bi se iskoristilo početno razdoblje brzog opadanja njegove radioaktivnosti i tako pojednostavilo daljnje rukovanje s njim. Nakon toga, njegov dugoročni smještaj (odlaganje) planira se stotinama metara duboko pod zemljom, u granitnim stijenama, naslagama soli ili drugim stabilnim slojevima, gdje će bez nadzora ostati trajno izoliran od okoliša mnogo tisuća godina, zahvaljujući prethodnoj obradi, pakiranju i različitim preprekama izgrađenima da spriječe njegovo prodiranje u okoliš, a ponajviše zahvaljujući prirodnim svojstvima nepropusnosti odabrane lokacije odlagališta.

I na radioaktivni otpad mnogostruko manje aktivnosti od iskorištenog nuklearnog goriva u pravilu se primjenjuje sličan postupak, obrada i izolacija od okoliša u primjerenom odlagalištu u čvrstom tlu, osim ako se ne radi o tako malim količinama ili koncentracijama radionuklida da se otpadne tvari mogu ispuštati u okoliš ili tretirati kao običan otpad. No, samo mali dio ostalog radioaktivnog otpada, onaj kojemu aktivnost vrlo sporo opada (poput radijevih izvora korištenih u prvoj polovici 20. stoljeća), treba smjestiti u duboka odlagališta kao i visokoaktivni otpad. Velika većina ukupnog radioaktivnog otpada može se odlagati u objekte blizu površine ili u razini tla, jer ga treba izolirati samo nekoliko stotina godina (ili manje) dok ne postane bezopasan. Za takvo, relativno kratko vremensko razdoblje može se računati na nepropusnost i trajnost izgrađenih prepreka (posuda, zidova itd), a moguće je planirati i nadziranje odlagališta – ali se ipak odabire prikladna lokacija kako bi se umanjila vjerojatnost da radionuklidi dospiju do ljudi i u slučaju neočekivanih nepovoljnih događaja. 

Odlagališta radioaktivnog otpada

Priprema otpada za odlaganje

Desetljeća istraživanja i razvoja urodila su nizom provjerenih tehnoloških postupaka kojima se radioaktivni otpad priređuje za odlaganje, a uvriježili su se i standardni nazivi za pojedine procese.

Predobrada radioaktivnog otpada

Predobrada radioaktivnog otpada početni je korak koji se sastoji od sakupljanja i razvrstavanja otpada, te dekontaminacije i manjeg kemijskog prilagođavanja, a može uključivati i vrijeme privremenog skladištenja. Osobito je važna jer je u pravilu upravo tada najbolja prilika za moguće izdvajanje materijala za recikliranje, kao i otpada koji nije potrebno smatrati radioaktivnim. Osim toga, poželjno je i razvrstati radioaktivni otpad primjereno kasnijim mogućnostima odlaganja (npr. za površinsko ili za duboko odlagalište).

Obrada radioaktivnog otpada

Obrada radioaktivnog otpada sastoji se od operacija kojima je svrha povećati sigurnost ili ekonomičnost pohranjivanja otpada promjenom njegovih svojstava. Temeljni koncepti obrade su smanjivanje obujma otpada, uklanjanje radionuklida i promjena sastava otpada. Tipične operacije kojima se to postiže uključuju: spaljivanje gorivog otpada ili prešanje suhog otpada (smanjivanje zapremine); isparavanje ili propuštanje tekućeg otpada kroz filtere i ionske izmjenjivače (uklanjanje radionuklida); te izdvajanje kemijskih sastojaka npr. precipitacijom ili flokulacijom (promjena sastava). Za dekontaminaciju tekućeg otpada često treba kombinirati nekoliko spomenutih postupaka, a u procesu može nastati sekundarni otpad (filteri, mulj itd).

Kondicioniranje radioaktivnog otpada

Kondicioniranje radioaktivnog otpada čine operacije kojima se otpad prevodi u oblik prikladniji za rukovanje, prijevoz, skladištenje i odlaganje. To su operacije imobiliziranja i pakiranja. Uobičajeni postupci imobilizacije tekućeg otpada su zalijevanje u bitumensku ili betonsku matricu (solidifikacija) za otpad manje radioaktivnosti, odnosno u staklenu matricu (vitrifikacija ili ostakljivanje) za visokoaktivni otpad. Imobilizirani i drugi kruti otpad obično se pakira u posude različitih vrsta, od standardnih dvjestolitarskih čeličnih bačvi, do posebno konstruiranih posuda s debelim stjenkama, ovisno o vrstama i koncentraciji radionuklida, uz eventualno zapunjavanje materijalima odgovarajućih svojstava. 

Odlaganje radioaktivnog otpada

Odlaganje je konačno smještanje otpada u odlagalište, bez namjere da se iz njega ikada vadi i bez nužnog oslanjanja na dugoročno nadgledanje i održavanje odlagališta. Uz prethodnu obradu i kondicioniranje, sustav prirodnih i izgrađenih višestrukih barijera oko otpada u odlagalištu pruža jamstvo da će se bilo kakvo ispuštanje radionuklida u okoliš odvijati prihvatljivom sporošću. Ima barijera koje osiguravaju potpunu izolaciju otpada u nekom vremenskom razdoblju, poput metalnih posuda, kao i takvih koje usporavaju prodor radionuklida u okoliš, poput materijala kojim se zapunjava odlagalište ili stijene u kojoj je izgrađeno. Odlagališta se mogu nalaziti na površini ili na različitim dubinama ispod zemlje, a posebnu skupinu čine duboka odlagališta u geološki stabilnim i nepropusnim slojevima, namijenjena visokoaktivnom otpadu (kakvih za sada još nema u redovitom pogonu).

Za neka odlagališta može se planirati ograničeno vrijeme institucionalne kontrole, čime se povećava sigurnost odlaganja kratkovječnog otpada. Bitno se, međutim, razlikuje pojam skladištenja, koji označava privremeno čuvanje radioaktivnog otpada (pri čemu je osigurana zaštita okoliša), kako bi se npr. olakšala obrada, kondicioniranje i odlaganje otpada kada mu se umanji aktivnost. Specijalno, kratkovječni otpad može se skladištiti dok mu aktivnost ne opadne toliko da se smije kontrolirano ispuštati u okoliš ili odlagati kao običan otpad. Iako se za najveći dio radioaktivnog otpada planira izoliranje u odlagalištu ili barem odležavanje u skladištu, neki otpadni radioaktivni plinovi i tekućine mogu se i odmah kontrolirano ispuštati u okoliš (unutar dopuštenih granica radioaktivnosti), što se također smatra postupkom odlaganja.

Odlaganje radioaktivnog otpada u tlu

U razvoju strategija odlaganja u tlu, poluživot radionuklida glavna je odrednica u odlučivanju o načinu odlaganja. Otpad koji sadrži pretežito kratkoživuće radionuklide ugrožava ljude, ali to je opasnost koja se zbog raspada umanjuje; poslije dovoljno dugog vremena, koje može biti i nekoliko stotina godina, opasnost pada na razinu kod koje više nema rizika za ljudsko zdravlje ili okoliš. Stoga se svi načini odlaganja za kratkoživući otpad oslanjaju na institucionalni nadzor odlagališta i/ili na izgrađene sustave prepreka koji ograničeno traju, dakle nekoliko stotina godina, i za to vrijeme zadržavaju i izoliraju otpad. Tijekom tog vremena većina se radionuklida u otpadu raspada. Time se umanjuje ili uklanja rizik zbog degradacije sustava (kvarovi na posudama ili preprekama) koji treba zadržati radionuklide.

No, neke vrste radioaktivnog otpada, a osobito iskorišteno nuklearno gorivo i ustakljeni otpad, koji nastaje recikliranjem iskorištenog goriva, sadrže niz radionuklida s vrlo dugim vremenima poluraspada, pa su stoga opasni mnogo tisuća godina. Iz današnje se perspektive ne može očekivati ni od institucionalne kontrole odlagališta, niti od izgrađenog sustava prepreka da mogu beskonačno zadržavati i izolirati takav dugoživući otpad.

Plitko odlaganje

Pri plitkom odlaganju otpad se smješta na površinu ili vrlo blizu površine. Plitka se odlagališta koriste u mnogim zemljama više od 30 godina, najčešće za niskoaktivni otpad. Kako je najednostavnije bilo koristiti obične zemljane rovove, na tom su pristupu djelovala mnoga prva odlagališta. Očigledno je zašto su najveći uspjesi s tim pristupom postignuti na lokacijama koje su bile na suhim područjima. U suhim uvjetima malo je ili zanemarivo protjecanje podzemnih voda kroz ukopani otpad, pa ne postoji prijenos radionuklida vodom u okoliš. Uspješan je primjer plitkog odlaganja odlagalište Beatty u Nevadi, koje je sada zatvoreno. Sličan se način odlaganja planira izgradnjom postrojenja u Ward Vallyu, u pustinji Mojave, gdje je razina podzemnih voda čak 200 metara ispod razine tla. U vlažnijoj klimi takav je pristup manje uspješan. Štoviše, u nekim osobitim okolnostima (plavljenje rovova zbog neodgovarajućeg izbora lokacije, ili neodgovarajuća drenaža) radionuklidi se mogu širiti prema dolje, a ovisno o vrsti stijena i bočno izvan rovova. Tako radionuklidi iz otpada mogu dospjeti u vodotokove i u podzemnu vodu.

Pripovršinska odlagališta

Pripovršinska odlagališta ispod su razine tla, ali ne na velikoj dubini. Njihova izvedba uključuje zonu nedirnute stijene ili sedimenta iznad postrojenja koji fizički dijele odloženi otpad od površine. Osim što se time koriste prednosti pogodnih hidrogeoloških i geokemijskih svojstava prirodnih prepreka, takav pristup znatno smanjuje rizik od nenamjernog upada ljudi. Sve izgrađene prepreke u pripovršinskim odlagalištima na mnogo su načina slične onima koje se grade oko spremnika za plitka odlaganja.

Pripovršinska odlagališta, na dubinama većim od 50 metara, već su prihvaćena i rade u nekoliko zemalja. U Švedskoj, pokraj Forsmarka, izgrađeno je 1989. jedno takvo odlagalište (SFR) u gnajsu na dubini od 60 metara ispod Baltičkog mora. Ono je predviđeno za odlaganje nisko i srednjeaktivnog otpada. U Finskoj, na otočiću Olkiluoto, izgrađene su dvije nuklearke poduzeća TVO koje upravlja i tamo izgrađenim odlagalištem za nisko i srednjeaktivni otpad koje je pušteno u rad 1992. Otpad je razvrstan prema aktivnosti i smješten u betonom obložene silose izdubljene u granitu, na dubini od 70 do 100 metara ispod površine.

Duboka odlagališta ili odlagališta u dubokim geološkim formacijama

Otpad se odlaže u postrojenje izgrađeno duboko u podobnim geološkim formacijama, bez nakane da se otamo ikada vadi, te bez oslanjanja na dugoročni nadzor ili održavanje. Dugoročna sigurnost geološkog odlaganja temelji se na sustavu višestrukih prepreka koje čine: stabilan oblik otpada, dugovječna ambalaža u kojoj je otpad pohranjen, te trajnost ostalih izgrađenih struktura ili prirodnih prepreka karakterističnih za izabranu lokaciju odlagališta. Sve prepreke zajedno, shvaćene kao sustav, dostatne su za zadržavanje i izolaciju otpada tijekom više tisuća godina.

Čak i ako se učinkovitost sustava niza postojećih ili izgrađenih prepreka, da zadrži prostiranje radioaktivnosti od paketa s otpadom prema okolišu, s vremenom počne smanjivati, gubitak sposobnosti je postupan. Usporeno širenje dijelom je rezultat raspada radionuklida, a dijelom dolazi do razrjeđivanja i disperzije na dubini. Sva tri čimbenika umanjuju konačni utjecaj otpada na biosferu. Sustav s više prepreka, isto tako, jamči, barem do neke mjere, kompenzaciju nedostataka na bilo kojoj od prepreka u nizu. [8]

Dubina na kojoj će se graditi odlagališta za duboko geološko odlaganje ovisi o specifičnim značajkama lokacije, značajkama projektiranog sustava za odlaganje, prirodi otpada i regulatornim zahtjevima za dugoročnu sigurnost. Općenito se smatra da će buduća geološka odlagališta biti građena na dubinama od 250 do 1 500 metara. [9]

Odlaganje u oceane

Način, kojim su se stanovito vrijeme služile neke zemlje, uglavnom za ograničene količine radioaktivnog otpada, odlaganje je u oceane (poglavito sjeverni Atlantski ocean). No, za taj pristup više nema međunarodne suglasnosti i podrške. Briga zbog mogućih učinaka na zdravlje i okoliš uobličena je 1983. međunarodnim dogovorom u Londonsku konvenciju, koja je uspostavila dragovoljni moratorij na svako odbacivanje viskoaktivnog i nekih vrsta srednjeaktivnog otpada u mora. Taj je sporazum postupno zamijenjen potpunom međunarodnom zabranom svih odbacivanja i ispuštanja radioaktivnog otpada u mora, iako se istraživanja mogućih rizika nastavljaju.

Osim izravnog odlaganja otpada u ocean, što se činilo odbacivanjem spremnika, odlaganje ispod oceanskog dna oblik je geološkog odlaganja. Zamišljen je kao smještaj spremnika s otpadom od deset do nekoliko stotina metara duboko u sedimente ili stijene koje se nalaze na dnu oceana, na dubini od nekoliko tisuća metara.

Izvori

  1.  “Nuclear waste repository safe for future generations”, , 2010., 1663 LANL Sci/Tech Maganize
  2. “Opasni otpad”, Prof. dr. sc. Z. Prelec, www.riteh.uniri.hr, 2012.
  3.  “Radioaktivni otpad RAO”, Edi Kovač, generacija 2000/2001., www.zpr.fer.hr, 2001.
  4.  “Nisko i srednje radioaktivni otpad”, Nuklearna elektrana Krško, www.nek.si, 2012.
  5.  “Nuklearke”, Zelena lista, www.zelena-lista.hr, 2012.
  6. “Prvih pola stoljeća komercijalnih nuklearnih elektrana”, V. Knapp, M. Krejči, J. Lebegner , hrcak.srce.hr, 2012.
  7.  “Što učiniti s radioaktivnim otpadom: mogućnosti”, Agencija za posebni otpad APO, www.apo.hr, 1997.
  8.  “Odabrana lokacija slovenskog odlagališta radioaktivnog otpada”, www.em.com.hr, 2010.
  9. “Radioaktivni otpad”, Agencija za posebni otpad APO, www.apo.hr, 1997.

Glavni izvor: Wikipedia

Atomska fizika, Fizika okoliša, Fizikalna hemija, Nuklearna fizika

Upoznajte tihog ubicu hemijski element radon, vaš kućni neprijatelj broj 1! Neprijatelj kojeg znate je bolji od neprijatelja kojeg ne znate.

Leave a comment

Radon

 
 
RADON
 4f145d106s26p6 
86
Rn
Osnovna svojstva
Kemijski element
Simbol
Atomski broj		 radon
Rn
86
Kemijska skupina plemeniti plinovi
Grupa, perioda,  18, 6, p
Izgled bezbojan
Gustoća 9,73 kg/m3
Tvrdoća /
Specifični toplinski kapacitet (cp ili cV)2 (25 °C) 20,786 J mol–1 K–1
Talište -71,15 [1] °C
Vrelište -61,85 [1] °C
Toplina taljenja 3,247 kJ mol-1
Toplina isparavanja 18,10 kJ mol-1
1 pri standardnom tlaku i temperaturi
2 pri konstantnom tlaku ili volumenu
3 pri standardnom tlaku
Atomska svojstva
Atomska masa 222 
Elektronska konfiguracija 4f145d106s26p6 

Radon je kemijski element koji u periodnom sustavu elemenata nosi simbol Rn, atomski (redni) broj mu je 86, a atomska masa mu iznosi 222 .

Radon je 1900. godine otkrio Friedrich Ernst Dorn (Njemačka). Nastaje raspadom radija-226 pa je po njemu i dobio ime. Prvotno je nazvan niton po latinskoj riječi nitens što znači sjajan.

Radon je jednoatomni plin bez boje i mirisa, oko 8 puta gušći od zraka pri sobnoj temperaturi. Radioaktivan je, jako radiotoksičan i kancerogen ako se udiše.

Ukapljuje se pri temperaturi -61,85 °C te počinje pokazivati radioluminiscenciju, a u čvrsto stanje plošno centrirane kubične rešetke prelazi pri -71,15 °C. U čvrstom stanju svijetli intenzivno žutom bojom koja pri temperaturama nižim od −180,1 °C postupno prelazi u narančastocrvenu.

Svi izotopi radona su radioaktivni, a nastaju kao proizvodi radioaktivnih raspadnih nizova radija, torija i aktinija. Izotop 219Rn (s vremenom poluraspada t1/2=3,96 s) nastaje raspadom aktinija pa se naziva aktinon. Izotop 220Rn (t1/2=55,6 s) nastaje raspadom torija pa se naziva toron, a najduže živući izotop 222Rn (t1/2 = 3,823 dana) nastaje alfa-raspadom izotopa radija 226Ra i naziva se radon.

Zbog svoje stabilne elektronske konfiguracije radon je kemijski inertan, ne gori i daje mali broj spojeva. S fluorom i fenolom može pri određenim uvjetima (analognim kao kod ksenona) stvarati spojeve, prvenstveno fluoride. Radonov(II)-fluorid (RnF2) stabilan je i nehlapljiv spoj koji stvara kompleksne soli. Spoj s fenolom je oblika Rn x 2C6H5OH s talištem pri 50°C. Hidrate stvara pri 0 °C i atmosferskom tlaku. Također su registrirani i neki klorati radona.

Radon je, uz plutonij, vjerojatno najrjeđi element na Zemlji, a u tragovima prati druge radioaktivne elemente. Rasprostirući se od njih kao plin u njihovu okolinu, čini i nju radioaktivnom. U najnovije doba količina radona u vodi i atmosferi dovodi se u vezu sa seizmičkom aktivnošću. Radon je malo proučavan, dijelom zato što je plemeniti plin i teško stvara molekule, a dijelom zato što bi njegovo intenzivno zračenje uništilo svaki spoj koji bi stvorio. Ponekad se koristi u bolnicama za liječenje raka.

Radon izbija iz torijevih i uranijevih minerala. Skuplja se iznad primjeraka radija-226 (u zapečaćenim cijevima i 1 g radija proizvede 0,0001 cm-3 radona na dan). Neke izvorske vode, kao one u Hot Springsu u Arkansasu, sadrže otopljeni radon.

Zbog kratkog vremena poluraspada izotopa radon se obično laboratorijski priprema neposredno prije upotrebe. U tom postupku radijeve soli se otapaju u vodi, a s vremena na vrijeme ispuštaju se oslobođeni plinovi koji osim radona sadrže vodik i kisik. Radon se kondenzira hlađenjem, a plinoviti vodik i kisik se uklone crpkom.

Radon je vrlo opasan jer je izvor alfa-zračenja i najveća dopuštena koncentracija u zraku je 3·10-4 Bq cm-3. Radon je opasnost u rudnicima uranija i zabrinjavajuće koncentracije su pronađene u kućama u nekim regijama.

Radon se kao bezmirisni plin slobodno širi u gotovo svim kućama, ali ne u podjednakoj koncentraciji. Radon lako prolazi kroz pijesak i većinu poroznih materijala, kroz pukotine u Zemljinoj kori, u stijenama ali i kroz elemente zgrada.

Slika 1: Radon može da uđe u kuću iz tla i iz vode, te kroz podrumske prozore.

Koncentracija ovisi o vrsti materijala i sastavu tla. Najveća je u granitu i vulkanskom kamenju, otvrdloj lavi i bazaltu. Među vapnencima mu je daleko manja, tek desetinu ili stotinu od one u granitu.

Glavna opasnost ne dolazi od samog radona, jer je on kemijski neutralan i ne otapa se u tkivu, već od tvari koje nastaju njegovim raspadanjem, a koje su radioaktivne.

Prema nekim statistikama radon uzrokuje oko 21 000 raka pluća godišnje i oko 58 smrti dnevno.

Slika 2: Zbog prisustva radona kuće imaju 35 puta veću radioaktivnu opasnost nego što bi to agencija za nuklearnu zaštitu dozvolila na odlagalištu radioaktivnog otpada

 

Izvori:

  1. Wikipedia
  2. http://tnradonservices.com/radon-dangers/
Koncepti u fizici, Matematičke metode fizike, Učenje fizike

Matematika nije teška, ona je jezik!

Leave a comment

Samo 26 % djece u Americi su dobri u matematici. Svi trebamo matematiku, ali zašto su tolika djeca zbunjena od nje? Nakon rada sa hiljadama učenika pokazalo se da i onih 74 % učenika nisu antitalenti za matematiku. Djeca ne razumiju matematiku jer ju se predaje na nehuman način.
Matematika je ljudski jezik baš kao i engleski, španski ili kineski, jer dopušta ljudima da komuniciraju između sebe. I u stara vremena ljudi su trebali matematiku da bi gradili piramide i mjerili površine.

Ideja matematike kao jezika nije baš skroz nova.

Galileo je rekao:

“Zakoni prirode su pisani u jeziku matematike.”

Na neki način mi smo uzeli stvarni jezik matematike koji opisuje okolni svijet i toliko ga napravili apstraktnim da ga se ne može više ni spoznati. Zbog toga su djeca zbunjena.

Npr. ako kažemo:

“Shvati razlomak 1/b kao količinu formiranu od jednog dijela kad je cijelina podijeljena na b jednakih dijelova, a razlomak a/b kao količinu napravljenu od a dijelova veličine 1/b.”

Za matematičara je ovo jasno, ali za djecu je ovaj način objašnjavanja pravo mučenje.

Razlomci su jako važni i ako ih djeca ne skontaju u osnovnoj školi imati će velikih problema u srednjoj školi.

Međutim, postoji li način da se razlomci učine jednostavnim i lahkim djeci za razumijeti?

Da, samo zapamtite da je matematika jezik i iskoristite to.

Može se npr. svakom broju pridodati značenje preko jabuka, da se kaže 1 jabuka + jabuka = 2 jabuke.

Dakle više nije samo 1 +1 = 2 nego je 1 jabuka + 1 jabuka = 2 JABUKE. Drugi primjer je 3 olovke + 2 olovke = 5 olovaka.

Ključ je da se uključe riječi!

Na isti način djeca će lakše skontati koliko je 4 milijarde + 1 milijarda. Ako zapamte da su 4 jabuke + 1 jabuka = 5 jabuka i da su 4 olovke + jedna olovka = 5 olovaka, onda će djeca znati i da je 4 milijarde + 1 milijarda = 5 milijardi!

Sve što trebate uraditi jest koristiti jezički pristup i matematika postaje intuitivna i jednostavna za naučiti.

Isto se može pitati i djecu iz obdaništa koliko je 1/3 + 1/3 i ako su skontali ovo prethodno onda će skontati i da je ovo 2/3.

Pokazalo se da na isti način i djeca iz obdaništa mogu riješiti i jednačinu iz srednje škole samo zamijenivši jabuke s x:

Ako i djeca iz obdaništa mogu da razumiju razlomke, onda možete biti sigurni i da ih stariji učenici mogu razumjeti.

Dakle, ako vam neko kaže da je neko rođen za mateatiku, a da neko nije, to nije istina. Matematika je ljudski jezik i mi svi imamo mogućnost da ju razumijemo.

Mi moramo pod hitno primjeniti jezički pristup u matematici jer je previše djece izgubljeno i misle da su antitalenti za matematiku, ali to ne mora biti tako.

Ako znate 46 % tablice množenja onda je to isto kao da znate 46 % slova iz abecede. Kako bi ste pisali ili pričali? Djeca koja ne nauče osnove matematike neće imati pouzdanja u sebe, mrziti će matematiku i još ju manje učiti i biti loši iz nje. Ako ih ne znamo, moramo se uvijek vratiti na osnove i kad njih dobro skontamo, sve će biti lakše.

I tablica množenja se može izraziti preko jezika:

7* 3

se može napisati kao

“sedam puta 3” što znači

3 sedam puta:

3 + 3 +3 +3 +3 +3 +3

Kad djeca to vide na ovaj način, onda mogu primjetiti da je ovaj način spor i dosadan pa će rado naučiti da je 7*3 = 21!

Matematika kad se svati na ovaj na;in, ona prestaje da stvara probleme, pa se može koristiti za rješavanje problema!

Matematika nije samo jezik pomoću kojeg se može opisati svijet nego i jezik koji se može iskoristiti da se spoznaju svijetovi koji još i ne postoje. Matematika može biti jednostavna kao
sbrajanje jabuka.

Učite matematiku kao ljudski jezik i prije će ju svi shvatiti.

Izvor:

Astrofizika, Astronomija, Fizika elementarnih čestica, Moderna fizika

Šta je to neutrinska astronomija?

Leave a comment

Neutrinska astronomija je relativno novo znanstveno područje koje se bavi proučavanjem svemira kroz bilježenje čestica neutrina za razliku od optičke koja funkcionira na bazi promatranja elektromagnetskih čestica – fotona. Fotoni su osnovni elementi svjetlosti te ujedno paketi energije nastali kroz zračenja crnog tijela, ionizacijom određenih kemijskih elemenata, preraspodjelom subatomskih čestica elektrona u atomu (pobudom u energetskim nivoima) itd., dok neutrini se isključivo stvaraju u nuklearnim reakcijama te raspadom atoma pri utjecaju kozmičkih zraka. Proučavanje neutrina se zasad vrši jedino pomoću posebnih detektora velikih dimenzija, a razlog tome jest težina njihovog bilježenja. Neutrini su električki neutralne elementarne čestice izrazito male mase, čija je interakcija isključivo sa slabom nuklearnom silom (jedna od četiriju fundementalnih sila). S obzirom da posjeduju svojstvo slabog međudjelovanja, detekcija njih je bitno zahtjevnija u odnosu na ostalu materiju. Detektori, dakle, moraju biti mnogo veći kako bi ih skupili u dovoljnoj količini za formiranje slike ili druge informacije. Takvi osjetljivi uređaji se grade najčešće ispod poršine Zemlje ili pod morem kako bi ih se što bolje izoliralo od kozmičkog i pozadinskog zračenja. Nužno je pripaziti i na koncetraciju izotopa na mjestu detektora, jer velike količine mogu isto tako uzrokovati neželjeni šum.

Princip rada detektora 

Postoji nekoliko načina “hvatanja” te snimanja neutrina, a najjednostavniji je pomoću velikog bazena teške vode (D2O) obavijenog sferom fotoelektričnih uređaja. Naime, tijekom prolaska neutrina kroz vodu, može doći do pojave Čerenkovljeve radijacije; proces u kojem elektroni ili mioni izbijeni iz atoma (konkretno zbog kolizije s neutrinima) putuju dielektričnim medijem brzinama većim od fazne brzine svjetlosti te putem polariziraju molekule, koje naposlijetku emitiraju fotone. Rezultirajuće elektromagnetsko zračenje prima tuba fotomultiplikatora, na način da bilježi amplitudu emitiranog optičkog bljeska. Nakon toga se taj signal mnogostruko pojačava te konačno šalje u računalo. Putanja pristiglog neutrina može se rekonstruirati uz uvjet da su barem 3 niza tuba detektirala samu pojavu. Ako uzmemo u obzir da protok neutrina što dolazi od Sunca napravi samo 1 interakciju na 1036 atoma te svori svega par fotona, potrebno je stoga koristiti vrlo osjetljivu opremu za praćenje te pojave. Kutna rezolucija današnjih detektora ne prelazi 1°, no u planu je projekt pod imenom KM3NET čija bi teoretska rezolucija bila 0,1°. Osim gore spomenute metode, postoje i druge tehnike detektiranja:

scintilatorima
radiokemijskim reakcijama
pratećim kalorimetrima
radio detektorima
Prednost kod tih čestica je također slaba interakcija sa materijom i silama, što im daje mogućnost prolaska kroz, primjerice, planete sa relativno malo ometanja (u odnosu na svjetlost). Astronomima bi takvo što teoretski omogućilo pogled na crne rupe, središta zvijezda (gdje se neutrini i proizvode) ili gledanje kroz disk naše galaksije te time otkrivanje dosad skrivenih dijelova svemira. Trenutni prioritet neutrinske astronomije je otkrivanje neutrina u aktivnim galaktičkim jezgrama te dokazivanje postojanja tamne materije.

Promatranja 

Ovom metodom su zasad promatrana tri objekta:

Sunce 
Kao što je prije rečeno, neutrini se generiraju u nuklearnim reakcijama, što se u slučaju Sunca odvija – u jezgri. Tijekom formiranja jezgre helija, u kojoj sudjeluje 4 vodikova protona, 2 od njih se stapaju u neutron, pa tako usput dolazi do oslobađanja neutrina. Kada je riječ o Suncu, takav proces se događa na enormnoj razini. Upravo zbog te činjenice znanstvenici mogu “zaviriti” u unutrašnjost naše zvijezde. Pa je tako korištenjem neutrinskih detektora 60ih godina po prvi put uspješno promatrana sunčeva jezgra u povijesti. Taj događaj je, međutim, bio popraćen otkrićem tzv. “anomalije sunčevih neutrina”, koji je stvorio veliku polemiku među znanstvenicima. Naime, broj pristiglih neutrina nije se poklapao sa predviđanjima Standardnog modela, koji je dotad nalagao da neutrini nemaju masu, odnosno slabije međudjelovanje. Prema tome, očekivalo se da ih je trebalo pristići Zemlji u većem broju. Daljni eksperimenti i izračuni su također potvrdili istu pojavu, pa je na temelju toga promjenjeno mišljenje o egzistenciji mase u neutrinima.

Na dan 23.veljače 1987. zabilježen je nalet od 24 antineutrina kod 3 udaljena detektora u trajanju od 13 sekundi, nakon čega je 3 sata kasnije uslijedilo vizualno zapažanje supernove 2. tipa na rubu Tarantuline maglice u Velikom Mageljanovom oblaku. Promatranja su pokazala da je događaj konzistentan sa samim teorijskim modelom supernove, jer 99% oslobođene energije su činili neutrini. Procjena je da se njihova količina kretala oko brojke 1058 sa ukupnom energijom od 1046 džula. Kašnjenje svjetlosti za neutrinima možemo objasniti na sljedeći način – početkom gravitacijskog kolapsa zvijezde krenulo je bitno pojačano emitiranje neutrina koji su potom napustili njezinu površinu prije bljeska zbog spomenutog slabijeg međudjelovanja. Kasnijom analizom je utvrđeno da se radilo o eksploziji plavog superdiva Sanduleaka -69° 202, sa pretpostavkom da je uzrok bilo stapanje sa drugom zvijezdom prije 168 000 godina. Jedna misterija je dakako preostala. Naime, teorija te podaci o neutrinima upućuju na pojavu neutronske zvijezde nakon supernove, što dosad nije evidentirano u ostacima SN1987A. Jedino objašnjenje jest da je neutronska zvijezda ostala skrivena iza gustog oblaka ostataka, pa se iz tog razloga ne može uočiti.

Mjesec 
Poznato je da je Mjesec izvor “vanzemaljskih” neutrina poglavito zbog određene apsorpcije pozadinskih emisija, dok drugi dio tih čestica oslobađa se tijekom bombardiranja površine kozmičkim zrakama.

Dosadašnja bilježenja čine samo ekstremno energični neutrini, sa napomenom da njihova energija nadmašuje one u evidentiranim kozmičkim zrakama (iz supermasivnih crnih rupa te gama bljeskova) do čak 1000 puta. Takvi iznenađujući rezultati govore da znanstvenici još nisu upoznati sa svim izvorima takvih zračenja. Predloženi uzrok su hipotetske emisije superteških čestica tamne materije, čiji je pretpostavljeni nastanak bio u samom početku Velikog Praska.

Izvori:

Metode astronomskih istraživanja, Dragan Roša, Zvjezdarnica Zagreb – Zagrebački astronomski savez i Alfa d.d., godina 2011.
Gelmini, Graciela B. (May 2010). “Through Neutrino Eyes”. Scientific American: pp. 38–45
An Introduction to Neutrino Astronomy, Preuzeto 2. veljače 2012.(EST)
The Evolution of Neutrino Astronomy, John N. Bahcall and Raymond Davis, Jr., Preuzeto 2. veljače 2012.
Moon may reveal elusive cosmic neutrinos, Preuzeto 16.11.2013.

Glavni izvor: Wikipedia

Astrofizika, Astronomija, Atomska fizika, Fizika elementarnih čestica

Neutrini, čestice koje kroz vaše tijelo prolaze kao da ga nema

Leave a comment

Neutrini su električki neutralne elementarne čestice iz skupine leptona. Zbog toga na njih pored gravitacijske djeluje još samo slaba nuklearna sila. Označavaju se grčkim slovom ni: ν. Spin im iznosi 1/2, pa spadaju u fermione.

Vrste neutrina 

Neutrini u standardnom modelu
elementarnih čestica
Fermion Oznaka Masa
1. generacija
Elektronski neutrino νe < 2,2 eV
Elektronski antineutrino νe < 2,2 eV
2. generacija
Mionski neutrino νμ < 170 keV
Mionski antineutrino νμ < 170 keV
3. generacija
Tau neutrino ντ < 15,5 MeV
Tau antineutrino ντ < 15,5 MeV
Postoje tri vrste neutrina koje su pridružene trima vrstama nabijenih leptona. To su elektronski, mionski i tau neutrino. Tri vrste neutrina uz tri vrste nabijenih leptona odgovaraju trima generacijama elementarnih fermiona u standardnom modelu.

Masa

Poznata je samo gornja granica mase mirovanja pojedinih vrsta neutrina, ali se zna da je ona različita od nule zbog neutrinskih oscilacija. Zbog izuzetno male mase, neutrini se najčešće gibaju relativističkim brzinama.

Izvori neutrina:

Ljudske aktivnosti 
Aktivnosti Zemlje 
Atmosferski neutrini 
Solarni neutrini 
Kozmologijske pojave 
Kozmičko pozadinsko zračenje

Filozofija, Filozofija fizike, Fizikalizam, Fizikalni zakoni i principi, Primjenjena fizika, Sociofizika

Imate li problem? Pročitajte da saznate kako da ga riješite.

Leave a comment

Često se nađemo u društvu gdje se svi žale na neke probleme, a niko ništa ne radi da bi se oni riješili. Mnogi se okreću tome da kritikuju vladu, prijatelje, komšije, sve druge ljude za probleme s kojima se oni sami izbjegavaju boriti. Mnogi idu linijom manjeg otpora, međutim iako je to najprirodnije stanje ono nam nije uvijek u interesu. Često moramo poduzeti nešto, ako mi nećemo, ko će?

Mnogi ništa ne poduzimaju jer ne vjeruju da živimo u materijalnom svijetu gdje vladaju zakoni prirode, zakoni fizike. Umjesto da se žalimo na sudbinu i prepuštamo nepoznatom, za promjenu bi svi trebali pomjeriti svoje dupe, uključiti svoje bogom dane moždane vijuge i djelovati na sve moguće načine dok ne postignemo željenu promjenu, riješimo probleme naše i ljudi oko nas.

Eksperimenti pokazuju da za svaki problem postoji rješenje, međutim to rješenje u skoro svim slučajevima uključuje spretnu primjenu sile. Bez djelovanja sile nema promjene, a samo promjena može riješiti ili uništiti problem.

Prvi Njutnov zakon kaže da svako tijelo ima masu, a da je ta masa mjera inertnosti tijela, odnosno njegove otpornosti na promjene. Taj isti zakon bi se kvalitativno mogao vrlo lako primjeniti i na razne društvene probleme. Svaki problem u društvu ima svoju inerciji, svoju otpornost na promjene. Ovaj zakon ukazuje i na to da se ni jedna promjena ne dešava slučajno nego primjenom sile. Zbog toga lijeni ljudi stalno pričaju o problemima, a nikad o rješenjima!

Drugi Njutnov zakon kaže da je promjena proporcionalna primjenjenoj sili, a obrnuto proporcionalna masi odnosno inerciji tijela. Taj zakon se isto može kvalitativno primjeniti na bilo koji problem. Što je otpornost na promjene veća, većom silom moramo djelovati da bi izazvali promjenu. Međutim, ne izaziva svako djelovanje sile promjenu, a posebno ne željenu promjenu. Samo smišljeno djelovanje izaziva pozitivnu promjenu. To je u vezi sa fizikalnim momentom sile, što je proizvod sile i udaljenosti tačke djelovanja sile od osi obrtanja tijela. Ono što je sila u pravolinijskom kretanju to je moment sile u obrtnom kretanju. Moment sile je potreban da bi objasnili zašto svako djelovanje sile ne izaziva obrtanje. Naime iz iskustva bi trebali znati da ako hoćemo da otvorimo ili zatvorimo vrata da nam je to najlakše uraditi ako vrata vućemo ili guramo tamo gdje se nalazi ručka, odnosno što dalje od ose obrtanja. Moment sile će biti veći što je je veći proizvod udaljenosti djelovanja od ose obrtanja i samog djelovanja silom. Tako isto i problemi u svakodnevnom životu se razliku, neki su lakši za rješiti pa i najjednostavnije djelovanje sile ih može riješiti, neki su teži i komplikovaniji pa treba dobro razmisliti gdje uprijeti.

Treći Njutnov zakon kaže da je sila reakcije jednaka sili akcije, istog su pravca i suprotnog smjera. Odnosno ko silom djeluje sila će mu se vratiti i možda obiti i od glavu! To posebno važi kad ne djelujemo smišljeno o čemu govori moment sile.

Tzv. četvrti Njutnov zakon kaže da je sila između dva tijela veća što su ona bliže, a manja što su ta tijela dalje. Drugim riječima nekakvo međudjelovanje uvijek postoji, samo se to više osjeti što su tijela bliže i manje tijelo više osjeti djelovanje većeg tijela nego što to važi obrnuto. Ako želite da imate veći utjecaj na nešto približiti se tome istom. Ako želite da nešto ima veći utjecaj na vas uradite to isto.

Mi živimo u svijetu za koji se pokazuje da ima zakonitosti dešavanja, odnosno gdje se ništa ne dešava slučajno! Ako nešto izgleda da je slučajno najčešće postoji neki mehanizam i neke sile koje su mu uzrok pa se skoro uvijek ispostavi da baš i nije slučajno. Slučajnim nazivamo samo ono za šta još nismo otkrili fizikalni ili neki drugi uzrok.

Iza skoro svakog fizikalnog zakona postoji najčešće neki dublji princip koji važi u svim mogućim drugim i nefizikalnim pojavama i problemima.

Četiri zakona koje sam naveo i opis momenta sile bi se preko principa mogli opisati na sljedeći način:

1. Sve ima svoju otpornost na promjene. (Prvi Njutnov zakon)

2. Promjena je veća što je djelovanje veće. (Drugi Njutnov zakon).

3. Samo smišljeno djelovanje može izazvati željene promjene. (Analogija momentu sile)

4. Svako djelovanje izaziva kontradjelovanje. Nema akcije bez reakcije. (Treći Njutnov zakon)

4. Djelovanje zavisi od udaljenosti. Što je nešto bliže više može djelovati. (Četvrti Njutnov zakon)

Uz ovo bih dodao i još tri vrlo važna prirodna principa:

1. Princip minimuma akcije, u prirodi se sve spontano dešava tako da se ide linijom manjeg otpora, odnosno ako želite da se ne umorite djeluje tamo gdje je lakše. To bi od prirode mogli naučiti da je najbolje djelovati na smišljen način linijom manjeg otpora jer ćemo tako najveći efekt postići  (najveću promjenu) uz najmanji trud. Za to nam je potrebna sposobnost prilagođavanja. U prirodi ne preživljavaju najjači, nego oni koji se najbolje prilagođavaju, koji najbolje znaju pronaći gdje im je najlakše djelovati.

2. Entropija, svaki uređeni  sistem spontano s vremenom prelazi u neuređeno stanje. Ako želite da živite uredan i sređen život, potrudite se i borite se protiv entropije!

3. Promjena se ne može zaustaviti, može se samo usporiti ili usmjeriti. Opustite se, sve ima svoje vrijeme. Na kraju sve dođe na svoje, ali ako ne želite čekati kraj, onda odmah djelujte silom ili momentom sile!

Dok su zakoni fizike čisto kvantitativni, oni iz kojih možete dobiti brojevne vrijednosti promjene, njihova primjena na razne druge probleme može biti i kvalitativna. Da li ima koristi od kvalitativnog baljazganja ove prirode? Ima posebno tamo gdje vlada apatija, fatalizam (vjerovanje da je apsolutno sve sudbina i da se baš ništa ne može učiniti i promjeniti) i beznađe. Nikad nije sve izgubljeno i za živog čovjeka uvijek ima nade, a ta nada je u tome što ne živimo u svijetu pukih slučajnosti već u svijetu gdje se izgleda sve odvija po prirodnim zakonima i principima, a najvažniji od njih je da bez sile nema promjene. Ako imate problem, riješite ga silom ili šutite!