Продукти ядерного поділу

Продукти ядерного поділу – це атомні фрагменти, що залишаються після того, як велике атомне ядро зазнає ядерного поділу. Як правило, велике ядро, таке як ядро урану, ділиться на два менших ядра разом з кількома нейтронами, вивільняючи теплову енергію (кінетичну енергію ядер) та гамма-промені. Два менших ядра є продуктами поділу.

Близько 0,2% до 0,4% поділів є потрійними поділами, в результаті яких утворюється третє легке ядро, таке як гелій-4 (90%) або тритій (7%).^{[джерело?]}

Самі продукти поділу зазвичай нестабільні, а отже, радіоактивні. Через те, що вони відносно багаті на нейтрони для свого атомного номера, багато з них швидко зазнають бета-розпаду. Це вивільняє додаткову енергію у вигляді бета-частинок, антинейтрино та гамма-променів. Таким чином, процеси поділу зазвичай супроводжуються бета- та додатковим гамма-випромінюванням, яке виникає одразу після них, хоча це випромінювання не утворюється безпосередньо під час самого акту поділу.

Утворені радіонукліди мають різний період напіврозпаду, а отже, різну радіоактивність. Наприклад, стронцій-89 та стронцій-90 утворюються в однакових кількостях при поділі, і кожне ядро розпадається шляхом бета- випромінювання. Але ⁹⁰Sr має період напіврозпаду 30 років, а ⁸⁹Sr – 50,5 дня. Таким чином, за 50,5 дня розпадається половина атомів ⁸⁹Sr, випромінюючи таку ж кількість бета-частинок, як і розпадів; менш як 0,4% атомів ⁹⁰Sr розпалося, випромінюючи лише 0,4% бета-частинок. Швидкість радіоактивного випромінювання є найвищою для радіонуклідів із найкоротшим періодом існування, хоча саме вони також розпадаються найшвидше. Крім того, менш стабільні продукти поділу рідше розпадаються безпосередньо до стабільних нуклідів, натомість перетворюючись на інші радіонукліди, які зазнають подальших розпадів і випромінювання, що збільшує загальний радіаційний вихід. Саме ці короткоживучі продукти поділу становлять безпосередню небезпеку відпрацьованого ядерного палива, а енергія, що вивільняється під час радіоактивного розпаду, також створює значну кількість тепла, яку необхідно враховувати під час зберігання відпрацьованого палива. Оскільки утворюються сотні різних радіонуклідів, початковий рівень радіоактивності швидко знижується внаслідок розпаду короткоживучих радіонуклідів, але ніколи не зникає повністю, оскільки довгоживучі радіонукліди становлять дедалі більшу частку нестабільних атомів, що залишаються^[1]. Фактично, короткоживучі продукти поділу мають настільки значний вплив, що 87 % із них розпадаються до стабільних ізотопів протягом першого місяця після вилучення палива з активної зони реактора^[2]

Сума атомних мас двох атомів, що утворюються в результаті поділу одного атома, що ділиться, завжди менша за атомну масу вихідного атома. Це пояснюється тим, що частина маси втрачається у вигляді вільних нейтронів, і як тільки кінетична енергія продуктів поділу видалена (тобто продукти охолоджуються для вилучення тепла, що утворюється в результаті реакції), то маса, пов'язана з цією енергією, також втрачається системою і, таким чином, здається, «відсутня» в охолоджених продуктах поділу.^{[джерело?]}

Оскільки ядра, які можуть легко зазнавати поділу, особливо багаті на нейтрони (наприклад, 61% нуклонів в урані-235 є нейтронами), початкові продукти поділу часто більш багаті на нейтрони, ніж стабільні ядра тієї ж маси, що й продукт поділу (наприклад, стабільний цирконій -90 містить 56% нейтронів порівняно з нестабільним стронцієм -90, який має 58%). Тому початкові продукти поділу можуть бути нестабільними і зазвичай зазнають бета-розпаду, щоб перейти до стабільної конфігурації, перетворюючи нейтрон на протон з кожним бета-випромінюванням.^{[джерело?]}

Більшість продуктів поділу не розпадаються шляхом альфа-розпаду.

Деякі збагачені нейтронами та короткоживучі первинні продукти поділу зазнають звичайного бета-розпаду (що є джерелом помітного періоду напіврозпаду, зазвичай від кількох десятих секунди до кількох секунд), після чого збуджений дочірній нуклід негайно випромінює нейтрон. Цей процес є джерелом так званих запізнілих нейтронів, які відіграють важливу роль в управлінні ядерним реактором.^{[джерело?]}

Перші бета-розпади відбуваються швидко та можуть вивільняти високоенергетичні бета-частинки або гамма-випромінювання. Однак, коли продукти поділу наближаються до стабільних ядерних умов, останні один або два розпади можуть мати тривалий період напіврозпаду та вивільняти менше енергії.^{[джерело?]}

Продукти поділу мають періоди напіврозпаду 90 років (самарій-151) або менше, за винятком семи довгоживучих продуктів поділу, періоди напіврозпаду яких становлять 211 100 років (технецій-99) або більше. Таким чином, загальна радіоактивність суміші чистих продуктів поділу швидко зменшується протягом перших кількох сотень років (переважно визначається короткоживучими продуктами), після чого стабілізується на низькому рівні, який мало змінюється протягом сотень тисяч років (переважно визначається сімома довгоживучими продуктами).^{[джерело?]}

Така поведінка чистих продуктів поділу без актиноїдів контрастує з розпадом палива, яке все ще містить актиноїди. Це паливо виробляється в так званому «відкритому» (тобто без переробки ядерної енергії) ядерному паливному циклі. Деякі з цих актиноїдів мають періоди напіврозпаду в пропущеному діапазоні приблизно від 100 до 200 000 років, що створює певні труднощі з планами зберігання в цьому часовому діапазоні для непереробленого палива відкритого циклу.^{[джерело?]}

Прихильники ядерних паливних циклів, які прагнуть поглинути всі актиноїди шляхом поділу, такі як інтегральний швидкий реактор та реактор на розплавлених солях, використовують цей факт, щоб стверджувати, що протягом 200 років їхні паливні відходи не будуть більш радіоактивними, ніж вихідна уранова руда^[3].

Продукти поділу переважно випромінюють бета-випромінювання, тоді як актиноїди переважно випромінюють альфа-випромінювання. Багато з них також випромінюють гамма-випромінювання.^{[джерело?]}

Кожен акт поділу материнського атома призводить до утворення певного набору атомів продуктів поділу. Однак, хоча окремий акт поділу неможливо передбачити, розподіл продуктів поділу можна описати статистично. Кількість певного ізотопу, що утворюється під час одного акту поділу, називається його виходом і зазвичай виражається у відсотках відносно одного поділу материнського ядра. Тому сума виходів становить 200 %, а не 100 %. (Фактична загальна сума дещо перевищує 200 % через рідкісні випадки потрійного поділу).^{[джерело?]}

Хоча продукти поділу включають усі елементи від цинку до лантаноїдів, більшість продуктів поділу зустрічаються у двох піках. Один пік виникає приблизно в діапазоні (виражено атомними масами від 85 до 105) стронцію до рутенію, тоді як інший пік - приблизно в діапазоні від телуру до неодиму (виражено атомними масами від 130 до 145). Вихід певною мірою залежить від батьківського атома, а також від енергії ініціюючого нейтрона.^{[джерело?]}

Загалом, чим вища енергія стану, що зазнає ядерного поділу, тим більша ймовірність того, що два продукти поділу матимуть подібну масу. Отже, зі збільшенням енергії нейтронів та/або енергії атома, що ділиться, западина між двома піками стає більш поверхневою^[4]. Наприклад, крива залежності виходу від маси для ²³⁹Pu має більш поверхневу западину, ніж та, що спостерігається для ²³⁵U, коли нейтрони є тепловими нейтронами. Криві для поділу пізніших актиноїдів мають тенденцію утворювати ще більш поверхневі западини. У крайніх випадках, таких як ²⁵⁹Fm, спостерігається лише один пік; це є наслідком того, що симетричний поділ стає домінуючим через оболонкові ефекти^[5].

На сусідньому рисунку показано типовий розподіл продуктів поділу, що утворюються внаслідок поділу урану. Варто зазначити, що в розрахунках, використаних для побудови цього графіка, активація продуктів поділу не враховувалася, а також передбачалося, що всі акти поділу відбуваються одночасно, а не протягом певного періоду часу. На цій стовпчастій діаграмі результати наведені для різних часів охолодження (тобто часу, що минув після поділу). Через стабільність ядер із парною кількістю протонів та/або нейтронів крива виходу залежно від хімічного елемента не є гладкою, а демонструє тенденцію до чергування значень. Водночас крива виходу залежно від масового числа є гладкішою^[6].

Невелика кількість продуктів поділу природним чином утворюється в результаті або спонтанного поділу природного урану, який відбувається з низькою швидкістю, або в результаті нейтронів від радіоактивного розпаду чи реакцій з частинками космічних променів. Мікроскопічні сліди, залишені цими продуктами поділу в деяких природних мінералах (головним чином апатиті та цирконі), використовуються в датуванні за треками поділу для визначення віку охолодження (кристалізації) природних гірських порід. Цей метод має ефективний діапазон датування цього методу становить від 0,1 млн років до понад 1 млрд років залежно від використаного мінералу та концентрації урану в ньому.^{[джерело?]}

Близько 1,5 мільярдів років тому в Африці, в урановому рудному тілі, природний ядерний реактор поділу працював кілька сотень тисяч років і виробив приблизно 5 тонн продуктів поділу. Ці продукти поділу були важливими доказами того, що природний реактор мав місце. Продукти поділу утворюються в результаті вибухів ядерної зброї, причому їх кількість залежить від типу зброї. Найбільшим джерелом продуктів поділу є ядерні реактори. У сучасних ядерних реакторах близько 3% урану в паливі перетворюється на продукти поділу як побічний продукт виробництва енергії. Більшість цих продуктів поділу залишаються в паливі, якщо не відбудеться відмова паливного елемента або ядерна аварія, або паливо не буде перероблено.^{[джерело?]}

Комерційні ядерні реактори поділу працюють у самозгасаючому підкритичному стані. Деякі продукти поділу розпадаються протягом кількох секунд або хвилин, утворюючи додаткові затримані нейтрони, необхідні для підтримки критичності^[7][8]. Прикладом є бром-87 з періодом напіврозпаду близько хвилини^[9]. Працюючи в цьому затриманому критичному стані, потужність змінюється досить повільно, щоб забезпечити керування людиною та автоматичне керування. Аналогічно пожежним заслінкам, що змінюють рух деревного вугілля до нового палива, регулювальні стрижні переміщуються, коли ядерне паливо згорає з часом^{[10][11][12][13]}.

У ядерному енергетичному реакторі основними джерелами радіоактивності є продукти поділу разом з актиноїдами та продуктами активації. Продукти поділу складають більшу частину радіоактивності протягом перших кількох сотень років, тоді як актиноїди переважають приблизно 10³ to 10⁵ років після використання палива.^{[джерело?]}

Більшість продуктів поділу зберігаються поблизу місць їх утворення. Вони важливі для роботи реактора не лише тому, що деякі з них забезпечують запізнілі нейтрони, корисні для керування реактором, але й тому, що деякі є нейтронними отрутами, що гальмують ядерну реакцію. Накопичення нейтронних отрут є ключовим фактором того, як довго даний паливний елемент може зберігатися в реакторі. Розпад продуктів поділу також генерує тепло, яке продовжує виділятися навіть після того, як реактор був зупинений, а процес поділу припинено. Це тепло розпаду потребує видалення після зупинки; втрата цього охолодження пошкодила реактори на Три-Майл-Айленді та Фукусімі.^{[джерело?]}

Якщо в оболонці палива навколо нього утворюються отвори, продукти поділу можуть просочуватися в первинний теплоносій. Залежно від хімічного складу, вони можуть осідати в активній зоні реактора або проходити через систему теплоносія, і для їх видалення передбачені системи контролю хімії. У добре спроєктованому енергетичному реакторі, що працює за нормальних умов, радіоактивність теплоносія дуже низька.^{[джерело?]}

Ізотоп, відповідальний за більшу частину гамма-опромінення на заводах з переробки палива (і на Чорнобильській АЕС у 2005 році), – це цезій-137.^{[джерело?]}

Йод-129 – це основний радіоактивний ізотоп, що вивільняється з заводів з переробки.^{[джерело?]}

У ядерних реакторах як цезій-137, так і стронцій-90 знаходяться в місцях, віддалених від палива, оскільки вони утворюються в результаті бета-розпаду благородних газів (ксенону-137 з періодом напіврозпаду 3,8 хвилини та криптону-90 з періодом напіврозпаду 32 секунди), що дозволяє їм осідати окремо від палива, наприклад, на регулювальних стрижнях.^{[джерело?]}

Деякі продукти поділу розпадаються з вивільненням запізнілих нейтронів, що важливо для керування ядерним реактором.^{[джерело?]}

Інші продукти поділу, такі як ксенон-135 та самарій-149, мають високий поперечний переріз поглинання нейтронів. Оскільки ядерний реактор має підтримувати баланс між швидкістю утворення та поглинання нейтронів, продукти поділу, які поглинають нейтрони, мають тенденцію «отруювати» реактор або зупиняти його роботу. Цей ефект контролюється за допомогою вигоряючих поглиначів нейтронів і регулювальних стрижнів. Накопичення ксенону-135 під час зупинки реактора або його роботи на низькій потужності може спричинити настільки сильне отруєння активної зони, що це ускладнює повторний запуск реактора або перешкоджає нормальному регулюванню ланцюгової реакції під час виходу на робочу потужність. Це відіграло важливу роль у Чорнобильській катастрофі.^{[джерело?]}

Ядерна зброя використовує поділ як часткове або основне джерело енергії. Залежно від конструкції зброї та місця її вибуху, відносна важливість радіоактивності продуктів поділу буде відрізнятися порівняно з радіоактивністю продуктів активації в загальній радіоактивності радіоактивних опадів.^{[джерело?]}

Безпосередні продукти поділу, що утворюються внаслідок ядерного поділу, по суті є такими самими, як і продукти поділу з будь-якого іншого джерела, хоча їхній склад певною мірою залежить від конкретного нукліда, який зазнає поділу. Однак надзвичайно коротка тривалість перебігу реакції впливає на конкретний ізотопний склад суміші продуктів поділу, що утворюється під час ядерного вибуху.^{[джерело?]}

Наприклад, співвідношення ¹³⁴Cs/¹³⁷Cs забезпечує простий метод розрізнення радіоактивних опадів від бомби та продуктів поділу з енергетичного реактора. Цезій-134 майже не утворюється в результаті ядерного поділу (оскільки ксенон-134 є стабільним). ¹³⁴Cs утворюється в результаті нейтронної активації стабільного ¹³³Cs, який утворюється в результаті розпаду ізотопів в ізобарі (A = 133). Отже, за умови миттєвої критичності, до моменту, коли потік нейтронів стане нульовим, пройде занадто мало часу для присутності будь-якого ¹³³Cs. Хоча в енергетичному реакторі існує достатньо часу для розпаду ізотопів в ізобарі з утворенням ¹³³Cs, утворений таким чином ¹³³Cs може потім активуватися з утворенням ¹³⁴Cs лише за умови тривалого часу між початком і кінцем критичності.^{[джерело?]}

Згідно з підручником Джірі Хали^[14] радіоактивність у суміші продуктів поділу в атомній бомбі здебільшого спричинена короткоживучими ізотопами, такими як йод-131 та барій-140. Приблизно через чотири місяці церій-141, цирконій-95/ніобій-95 та стронцій-89 становлять найбільшу частку радіоактивного матеріалу. Через два-три роки церій-144/празеодим-144, рутеній-106/родій-106 та прометій-147 відповідають за основну частину радіоактивності. Через кілька років у випромінюванні переважають стронцій-90 та цезій-137, тоді як у період від 10 000 до мільйона років домінує технецій-99.^{[джерело?]}

Деякі продукти поділу (такі як ¹³⁷Cs) використовуються в медичних та промислових радіоактивних джерелах. Іон ⁹⁹TcO₄⁻ (пертехнетат) може реагувати зі сталевими поверхнями, утворюючи шар, стійкий до корозії. Таким чином, ці металооксоаніони діють як анодні інгібітори корозії: вони переводять поверхню сталі у пасивний стан. Утворення ⁹⁹TcO₂ на сталевих поверхнях є одним із чинників, що уповільнює вивільнення ⁹⁹Tc із контейнерів для ядерних відходів та ядерного обладнання, яке було втрачено до проведення дезактивації (наприклад, реакторів ядерних підводних човнів, що затонули в морі).^{[джерело?]}

Подібним чином викид радіоактивного йоду під час серйозної аварії енергетичного реактора можна було б уповільнити шляхом адсорбції на металевих поверхнях всередині атомної станції^[15]. Значна частина інших робіт з хімії йоду, яка могла б виникнути під час серйозної аварії, вже була виконана^[16].

Щодо поділу урану-235, переважними радіоактивними продуктами поділу є ізотопи йоду, цезію, стронцію, ксенону та барію. Загроза зменшується з плином часу. Місця, де радіаційні поля колись становили безпосередню смертельну загрозу, такі як значна частина Чорнобильської АЕС у перший день аварії та епіцентри атомних бомбардувань США в Японії (через 6 годин після детонації), зараз є відносно безпечними, оскільки радіоактивність знизилася до низького рівня. Багато продуктів поділу розпадаються на дуже короткоживучі ізотопи, утворюючи стабільні ізотопи, але значна кількість радіоізотопів має період напіврозпаду довший за добу.^{[джерело?]}

Радіоактивність у суміші продуктів поділу спочатку здебільшого спричинена короткоживучими ізотопами, такими як ¹³¹I та ¹⁴⁰Ba; приблизно через чотири місяці найбільшу частку займають ¹⁴¹Ce, ⁹⁵Zr/⁹⁵Nb та ⁸⁹Sr, тоді як приблизно через два-три роки найбільшу частку займають ¹⁴⁴Ce/¹⁴⁴Pr, ¹⁰⁶Ru/¹⁰⁶Rh та ¹⁴⁷Pm. Пізніше основними радіоізотопами стають ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs, на зміну їм приходить ⁹⁹Tc. У разі викиду радіоактивності з енергетичного реактора або відпрацьованого палива вивільняються лише деякі елементи; в результаті ізотопна сигнатура радіоактивності дуже відрізняється від ядерної детонації на відкритому повітрі, де всі продукти поділу розсіюються.^{[джерело?]}

Мета готовності до радіологічних надзвичайних ситуацій полягає в захисті людей від наслідків радіаційного опромінення після ядерної аварії або вибуху бомби. Евакуація є найефективнішим захисним заходом. Однак, якщо евакуація неможлива або навіть невизначена, то місцеві радіоактивні сховища та інші заходи забезпечують найкращий захист^[18].

Принаймні три ізотопи йоду є важливими.

¹²⁹I, ¹³¹I (радіойод) та ¹³²I. Випробування ядерної енергії на відкритому повітрі та Чорнобильська катастрофа призвели до вивільнення йоду-131.

Короткоживучі ізотопи йоду особливо шкідливі, оскільки щитовидна залоза накопичує та концентрує йодид – радіоактивний, а також стабільний. Поглинання радіоактивного йоду може призвести до гострих, хронічних та відстрочених наслідків. Гострі наслідки від високих доз включають тиреоїдит, тоді як хронічні та відстрочені наслідки включають гіпотиреоз, вузлики щитовидної залози та рак щитовидної залози. Було показано, що активний йод, що вивільнявся з Чорнобиля та Маяку призвів до збільшення захворюваності на рак щитовидної залози в колишньому Радянському Союзі^[19].

Одним із заходів захисту від ризику, спричиненого радіоактивним йодом, є прийом дози йодиду калію (KI) перед впливом радіоактивного йоду. Нерадіоактивний йодид «насичує» щитовидну залозу, внаслідок чого в організмі накопичується менше радіоактивного йоду. Введення йодиду калію зменшує вплив радіоактивного йоду на 99% і є розумною та недорогою добавкою до радіоактивних укриттів. Недорогою альтернативою комерційно доступним таблеткам йоду є насичений розчин йодиду калію. Тривале зберігання KI зазвичай здійснюється у формі кристалів реагентного класу^[18].

Введення відомих зобогенних речовин також може використовуватися як профілактичний засіб для зменшення біопоглинання йоду (чи то нерадіоактивний йод-127, що міститься в поживних речовинах, чи то радіоактивний йод, радіойод – найчастіше йод-131, оскільки організм не може розрізняти різні ізотопи йоду). Було показано, що перхлорат -іони, поширений забруднювач води в США через аерокосмічну промисловість, зменшують поглинання йоду і тому класифікуються як зобогени. Перхлорат-іони є конкурентними інгібіторами процесу, за допомогою якого йодид активно транспортується та накопичується у фолікулярних клітинах щитоподібної залози. Дослідження за участю здорових дорослих добровольців показали, що при концентраціях понад 0,007 мг на кг маси тіла на добу (мг/(кг·день)) перхлорат починає тимчасово пригнічувати здатність щитоподібної залози поглинати йод із кровотоку («інгібування поглинання йодиду»), тому він відомий як зобоген^[20]. Зменшення запасу йодиду під дією перхлорату має подвійний ефект: з одного боку, воно знижує надмірний синтез гормонів щитоподібної залози та розвиток гіпертиреозу, а з іншого — зменшує синтез гормонів щитоподібної залози й може спричиняти гіпотиреоз. Перхлорат залишається корисним для одноразового застосування у тестах, що вимірюють вивільнення радіойодиду, накопиченого в щитоподібній залозі, у випадках різних порушень подальшого метаболізму йодиду в щитоподібній залозі^[21].

Лікування тиреотоксикозу (включаючи хворобу Грейвса) за допомогою 600–2000 мг перхлорату калію (430-1400 мг перхлорату) щодня протягом кількох місяців або довше колись було поширеною практикою, особливо в Європі^[20][22], і використання перхлорату в нижчих дозах для лікування проблем зі щитовидною залозою продовжується й донині^[23]. Хоча Спочатку використовували 400 мг перхлорату калію, розділеного на чотири або п'ять добових доз, і це виявилося ефективним, вищі дози вводили, коли Було виявлено, що 400 мг/день не контролює тиреотоксикоз у всіх пацієнтів^[20][21].

Сучасні схеми лікування тиреотоксикозу (включаючи хворобу Грейвса), коли пацієнт отримує додаткові джерела йоду, зазвичай включають 500 мг перхлорату калію двічі на день протягом 18–40 днів^[20][24].

Профілактика водою, що містить перхлорат, у концентрації 17 ppm, що відповідає 0,5 мг/кг на день особистої добової норми, якщо людина важить 70 років кг та споживає 2 літри води на день, зменшує базове поглинання радіойоду на 67%^[20] Це еквівалентно споживанню всього 35 мг перхлорат-іонів на день. В іншому пов'язаному дослідженні, де учасники випивали лише 1 літр води, що містить перхлорат, на день у концентрації 10 ppm, тобто щоденно 10 мг перхлорат-іонів було проковтнуто, спостерігалося середнє зниження поглинання йоду на 38%^[25].

Однак, коли середнє поглинання перхлорату працівниками перхлоратного виробництва, які зазнали найвищого рівня впливу, оцінюється приблизно у 0,5 мг/(кг·день), як зазначалося в попередньому абзаці, очікується зниження поглинання йоду приблизно на 67%. Водночас дослідження працівників із хронічним впливом перхлорату досі не виявили порушень функції щитоподібної залози, зокрема змін у поглинанні йоду^[26]. Це цілком може бути пов'язано з достатнім щоденним впливом або споживанням корисного йоду-127 серед працівників та коротким 8-годинним біологічним періодом напіввиведення перхлорату в організмі^[20].

Повністю блокувати поглинання йоду-131 шляхом цілеспрямованого додавання перхлорат-іонів до водопостачання населення, прагнучи до дозування 0,5 мг/кг-день, або концентрація води 17 ppm, буде вкрай недостатньою для справжнього зниження поглинання радіойоду. Концентрація перхлорат-іонів у водопостачанні регіону повинна бути набагато вищою, щонайменше 7,15 мг/кг маси тіла на день або концентрація води 250 ppm, за умови, що люди п'ють 2 літри води на день, дійсно корисна для населення у запобіганні біоакумуляції під час впливу радіоактивного йодного середовища^[20][24] незалежно від наявності йодатних або йодидних препаратів.^{[джерело?]}

Однак, коли середнє поглинання перхлорату працівниками перхлоратного виробництва, які зазнали найвищого рівня впливу, оцінюється приблизно у 0,5 мг/(кг·день), як зазначалося в попередньому абзаці, очікується зниження поглинання йоду приблизно на 67%. Водночас дослідження працівників із хронічним впливом перхлорату досі не виявили порушень функції щитоподібної залози, зокрема змін у поглинанні йоду^[27].

У разі вивільнення радіоактивного йоду профілактичне застосування йодиду калію, якщо він доступний, або навіть йодату має перевагу над використанням перхлорату та є основним методом захисту населення від впливу радіоактивного йоду. Однак у випадку надзвичайно масштабного та широко розповсюдженого вивільнення радіоактивного йоду, коли обмежені запаси профілактичних препаратів на основі йодиду та йодату не можуть забезпечити належний захист, додавання іонів перхлорату до водопровідної води або розповсюдження таблеток перхлорату могло б слугувати дешевим і ефективним другим рівнем захисту від канцерогенної біоакумуляції радіоактивного йоду.^{[джерело?]}

Вживання препаратів, що викликають гойтроген, як і йодид калію, не позбавлене небезпеки, такої як гіпотиреоз. Однак у всіх цих випадках, незважаючи на ризики, профілактичні переваги втручання з йодидом, йодатом або перхлоратом переважають серйозний ризик раку внаслідок біоакумуляції радіоактивного йоду в регіонах, де радіоактивний йод достатньо забруднений навколишнє середовище.^{[джерело?]}

Чорнобильська аварія вивільнила велику кількість ізотопів цезію, які розсіялися по великій території. ¹³⁷Cs – це ізотоп, який викликає довгострокове занепокоєння, оскільки він залишається у верхніх шарах ґрунту. Рослини з поверхневою кореневою системою, як правило, поглинають його протягом багатьох років. Отже, трава та гриби можуть містити значну кількість ¹³⁷Cs, який може передаватися людині через харчовий ланцюг.^{[джерело?]}

Одним із найкращих контрзаходів у молочному скотарстві проти ¹³⁷Cs є глибоке перемішування ґрунту. Це призводить до того, що ¹³⁷Cs потрапляє поза досяжність поверхневого коріння трави, отже, рівень радіоактивності в траві знижується. Також видалення кількох верхніх сантиметрів ґрунту та його закопування в неглибоку траншею зменшить дозу опромінення для людей і тварин, оскільки гамма-промені від ¹³⁷Cs будуть ослаблені при проходженні через ґрунт. Чим глибша та віддаленіша траншея, тим кращий ступінь захисту. Добрива, що містять калій, можна використовувати для розбавлення цезію та обмеження його поглинання рослинами.^{[джерело?]}

У тваринництві ще одним контрзаходом проти ¹³⁷Cs є годування тварин берлінським синім. Ця сполука діє як іонообмінник. Ціанід настільки міцно зв'язаний із залізом, що людині безпечно споживати кілька грамів берлінського синього на день. Берлінський синій скорочує період біологічного напіврозпаду (відрізняється від ядерного періоду напіврозпаду) цезію. Фізичний або ядерний період напіврозпаду ¹³⁷Cs становить приблизно 30 років. У людини біологічний період напіввиведення цезію зазвичай становить від одного до чотирьох місяців. Додатковою перевагою берлінської лазурі є те, що цезій, який виводиться з організму тварини з фекаліями, перебуває у формі, недоступній для поглинання рослинами. Таким чином, запобігається повторне включення цезію в біологічний цикл. Форма берлінської лазурі, необхідна для лікування тварин, зокрема людей, має бути спеціального фармацевтичного сорту. Спроби використовувати пігментний сорт, що використовується у фарбах, не увінчалися успіхом^[28].

Додавання вапна до ґрунтів, бідних на кальцій, може зменшити поглинання стронцію рослинами. Так само в районах з низьким вмістом калію, додавання калійних добрив може перешкоджати поглинанню цезію рослинами. Однак такі обробки вапном або поташем не слід проводити легковажно, оскільки вони можуть значно змінити хімічний склад ґрунту, що призведе до зміни екології рослин^[29].

Для надходження радіонуклідів в організм найважливіший шлях — всередину. Нерозчинні сполуки не всмоктуються з кишечника та викликають лише місцеве опромінення перед виведенням. Однак розчинні форми демонструють широкий діапазон відсотків поглинання^[30].

Пол Ройсс, Нейтронна фізика, розділ 2.10.2, с. 75

• Дослідження викидів йоду в Сполучених Штатах
• Діаграма нуклідів у реальному часі - Кольорова карта виходу продуктів МАГАТЕ та детальні дані, доступні за допомогою кліку на нуклід.

1. ↑ F. William Walker, Dr. George J. Kirouac, Francis M. Rourke. 1977. Chart of the Nuclides, twelfth edition. Knolls Atomic Power Laboratory, General Electric Company.
2. ↑ What Happens to Nuclear Waste in the U.S.?. 19 листопада 2019.
3. ↑ Introduction to ANL's IFR Program. 9 жовтня 2007. Архів оригіналу за 9 жовтня 2007.
4. ↑ Newton, Amos S. (1 січня 1949). The Fission of Thorium with Alpha-Particles. Physical Review. 75 (1): 17—29. Bibcode:1949PhRv...75...17N. doi:10.1103/PhysRev.75.17.
5. ↑ Paşca, H.; Andreev, A.V.; Adamian, G.G.; Antonenko, N.V. (2018). Charge distributions of fission fragments of low- and high-energy fission of Fm, No, and Rf isotopes. Physical Review C. 97 (3): 034621–1–034621–12. Bibcode:2018PhRvC..97c4621P. doi:10.1103/PhysRevC.97.034621.
6. ↑ Nuclear Fission Yield. Архів оригіналу за 28 травня 2007. Процитовано 13 травня 2009.
7. ↑ Elementary Physics of Reactor Control (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 12 липня 2019. Процитовано 15 квітня 2018.
8. ↑ Nuclear Fission - Fission Reaction. Nuclear Power.
9. ↑ PROMPT AND DELAYED NEUTRONS. nuclearpowertraining.tpub.com.
10. ↑ Prompt and Delayed Neutrons.Той факт, що нейтрон утворюється внаслідок такого типу розпаду і що це відбувається на кілька порядків величини пізніше порівняно з випромінюванням миттєвих нейтронів, відіграє надзвичайно важливу роль у керуванні роботою реактора.
11. ↑ "З огляду на дуже низьку концентрацію урану, що використовується, комерційний ядерний реактор із точки зору фізики не може вибухнути як атомна бомба. Влучною аналогією є порівняння міцних алкогольних напоїв із пивом. Міцні алкогольні напої, такі як горілка, зазвичай містять близько 40 % спирту та є легкозаймистими. Пиво, яке зазвичай має вміст алкоголю менше ніж 5 %, не горить." Архів оригіналу за 1 серпня 2018. Процитовано 15 квітня 2018.
12. ↑ Nuclear Explained By Analogy Metaphor Examples. www.metamia.com.
13. ↑ nuclear education for K-12 students. Myths About Nuclear Energy.Неможливо, щоб реактор вибухнув так само, як ядерна зброя; така зброя містить спеціальні матеріали в дуже специфічних конфігураціях, і жодна з цих умов не присутня в ядерному реакторі.
14. ↑ Hala, Jiri; James D. Navratil (2003). Radioactivity, Ionizing Radiation, and Nuclear Energy. Brno: Konvoj. ISBN 80-7302-053-X.
15. ↑ H. Glänneskog. Interactions of I₂ and CH₃I with reactive metals under BWR severe-accident conditions, Nucl. Engineering and Design, 2004, 227, 323-329
16. ↑ Workshop on iodine aspects of severe accident management. Summary and conclusions. Nuclear Energy Agency. Committee on the safety of nuclear installations. OCDE. March 7, 2000.
17. ↑ Nuclear Data Evaluation Lab. Процитовано 13 травня 2009.
18. ↑ ^{а б} C. Kearney, Nuclear War Survival Skills, Oregon Institute of Science and Medicine, http://www.oism.org/
19. ↑ G. Mushkacheva, E. Rabinovich, V. Privalov, S. Povolotskaya, V. Shorokhova, S. Sokolova, V. Turdakova, E. Ryzhova, P. Hall, A. B. Schneider, D. L. Preston, and E. Ron, "Thyroid Abnormalities Associated with Protracted Childhood Exposure to 131I from Atmospheric Emissions from the Mayak Weapons Facility in Russia", Radiation Research, 2006, 166(5), 715-722
20. ↑ ^{а б в г д е ж} Greer, Monte A.; Goodman, Gay; Pleus, Richard C.; Greer, Susan E. (2002). Health Effects Assessment for Environmental Perchlorate Contamination: The Dose Response for Inhibition of Thyroidal Radioiodine Uptake in Humans. Environmental Health Perspectives. 110 (9): 927—37. Bibcode:2002EnvHP.110..927G. doi:10.1289/ehp.02110927. PMC 1240994. PMID 12204829.
21. ↑ ^{а б} Wolff, J (1998). Perchlorate and the thyroid gland. Pharmacological Reviews. 50 (1): 89—105. doi:10.1016/S0031-6997(24)01350-4. PMID 9549759.
22. ↑ Barzilai, D; Sheinfeld, M (1966). Fatal complications following use of potassium perchlorate in thyrotoxicosis. Report of two cases and a review of the literature. Israel Journal of Medical Sciences. 2 (4): 453—6. PMID 4290684.
23. ↑ Woenckhaus, U.; Girlich, C. (2005). Therapie und Prävention der Hyperthyreose [Therapy and prevention of hyperthyroidism]. Der Internist (нім.). 46 (12): 1318—23. doi:10.1007/s00108-005-1508-4. PMID 16231171.
24. ↑ ^{а б} Bartalena, L.; Brogioni, S; Grasso, L; Bogazzi, F; Burelli, A; Martino, E (1996). Treatment of amiodarone-induced thyrotoxicosis, a difficult challenge: Results of a prospective study. Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 81 (8): 2930—3. doi:10.1210/jcem.81.8.8768854. PMID 8768854.
25. ↑ Lawrence, J. E.; Lamm, S. H.; Pino, S.; Richman, K.; Braverman, L. E. (2000). The Effect of Short-Term Low-Dose Perchlorate on Various Aspects of Thyroid Function. Thyroid. 10 (8): 659—63. doi:10.1089/10507250050137734. PMID 11014310.
26. ↑ Lamm, Steven H.; Braverman, Lewis E.; Li, Feng Xiao; Richman, Kent; Pino, Sam; Howearth, Gregory (1999). Thyroid Health Status of Ammonium Perchlorate Workers: A Cross-Sectional Occupational Health Study. Journal of Occupational & Environmental Medicine. 41 (4): 248—60. doi:10.1097/00043764-199904000-00006. PMID 10224590.
27. ↑ Nuclear Chemistry: Half-Lives and Radioactive Dating. Архів оригіналу за 7 листопада 2018. Процитовано 28 червня 2026.
28. ↑ Докладнішу інформацію щодо застосування берлінської лазурі наведено у звіті МАГАТЕ, присвяченому аварії в Гоянії[1]
29. ↑ Development, Office of Research &. Full-Scale and Bench-Scale Studies on the Removal of Strontium from Water (abstract). cfpub.epa.gov (англ.). Архів оригіналу за 28 грудня 2019. Процитовано 14 червня 2019.
30. ↑ Baratta, Edmond J.; Nations, Food and Agriculture Organization of the United (10 лютого 1994). Manual of Food Quality Control: Radionuclides in food. Food & Agriculture Org. ISBN 9789251035788.
31. ↑ Half-life, effective. www.euronuclear.org. Архів оригіналу за 9 липня 2014. Процитовано 25 грудня 2012.