La industria nuclear moderna es producto del dominio del fenómeno de la radiactividad, adaptado a las necesidades industriales a través de ciencias como la física nuclear y la radioquímica.
industria nuclear (NU) - industria relacionada con el uso de energía nuclear; un conjunto de tecnologías diseñadas para el uso adecuado de la energía nuclear.
industria nuclear - un conjunto de empresas y organizaciones relacionadas organizativa y tecnológicamente que producen productos, obras y servicios, cuyo uso se basa en el uso de tecnologías nucleares y los logros de la física nuclear y la radioquímica.
tecnología nuclear - un conjunto de soluciones de ingeniería que permiten el uso de reacciones nucleares o radiaciones ionizantes. Áreas de aplicación: energía nuclear, medicina nuclear, armas nucleares. Las áreas incluyen: tecnologías basadas en la capacidad de algunos elementos químicos de fisionarse o fusionarse con liberación de energía; tecnologías basadas en la producción y uso de radiaciones ionizantes; tecnologías para producir sustancias con las propiedades requeridas.
Energía nuclear - Energía interna de los núcleos atómicos liberada durante ciertas transformaciones nucleares. Millones de veces mayor que la energía liberada durante las reacciones químicas.
Energía nuclear (energía nuclear) - el sector energético se dedica a la producción de energía eléctrica y térmica mediante la conversión de energía nuclear.
La energía nuclear se puede convertir en calor (y electricidad) en procesos de desintegración radiactiva, aniquilación de materia con antimateria, reacciones de fisión nuclear de núcleos pesados o reacciones de fusión de núcleos ligeros.
La radiactividad natural demuestra la presencia de grandes recursos energéticos almacenados en los núcleos atómicos (por ejemplo, con la transformación completa de 1 kg de radio, 3,5-105 energía kWh). Sin embargo, debido a la baja tasa de descomposición, la potencia útil es insignificante. El uso de la energía nuclear fue posible gracias al descubrimiento de reacciones nucleares autosostenidas: reacciones de fisión en cadena y reacciones de fusión termonuclear. Cuando 1 kg de núcleos de uranio se fisiona, se liberan 7 kWh de energía, lo que equivale a quemar 2500 toneladas de carbón.
Particularmente eficaz es el uso de procesos de fisión en cadena de núcleos pesados. Actualmente se han llevado a cabo tanto reacciones en cadena incontroladas de tipo explosivo (bomba atómica) como reacciones controladas con un nivel controlado de liberación de energía (reactores nucleares). La energía nuclear producida en reacciones en cadena de fisión nuclear se utiliza en centrales nucleares, buques de guerra, barcos de transporte, naves espaciales, marcapasos, etc. La energía nuclear liberada durante las reacciones de fusión termonuclear juega un papel muy importante en la naturaleza, porque Es la principal fuente de energía del Sol y las estrellas. Actualmente se han podido realizar reacciones termonucleares incontroladas de tipo explosivo (bomba de hidrógeno). La energía termonuclear controlada es bastante sencilla de implementar (por ejemplo, irradiando deuteruro de litio con neutrones térmicos), pero hasta ahora no ha sido posible lograr un rendimiento energético que supere los costes. Existe otra fuente de energía nuclear, potencialmente más poderosa que las reacciones termonucleares: la aniquilación de partículas y antipartículas. En este caso, el cambio en la masa en reposo es cercano al 10%. Todavía no ha sido posible implementar este método de obtención de energía.
La estructura de la industria nuclear incluye el complejo de energía nuclear, el complejo de armas nucleares, la flota de rompehielos nucleares, la medicina nuclear y los institutos de investigación.
Actualmente la industria nuclear es:
- 1. Producción de componentes de armas nucleares (isótopos de armas: uranio, plutonio, tritio; cargas de bombas atómicas, de hidrógeno, de neutrones y de radiación).
- 2. Equipos para probar componentes de armas nucleares (campo de pruebas, stands, computadoras).
- 3. Equipos para desmantelar armas nucleares y reciclar sus componentes (tecnologías inversas).
- 4. Empresas mineras y metalúrgicas para la extracción de uranio y torio, enriquecimiento de minerales, producción de compuestos puros de nucleidos combustibles, enriquecimiento isotópico de uranio, combustible nuclear, materiales estructurales y funcionales.
- 5. Reactores nucleares (industriales, de investigación, energéticos y de transporte (barcos, aviones, cohetes)), reactores para ciencia de materiales radiactivos, síntesis química, desalinización de agua de mar.
- 6. Equipos químico-tecnológicos para el reprocesamiento de combustible nuclear gastado.
- 7. Instalaciones termonucleares y equipos químico-tecnológicos para la producción de componentes combustibles para las mismas;
- 8. Aceleradores y equipos auxiliares para la producción de radionucleidos y modificación de materiales.
- 9. Producción de isótopos radiactivos y compuestos marcados para ciencia, tecnología, medicina, agricultura, etc.
Yu. Fuentes varios tipos radiación con fines tecnológicos, radioquímicos, médicos y agrícolas).
- 11. Dispositivos y métodos para utilizar isótopos radiactivos en tecnología, química, ciencia de materiales, biología, fisiología, medicina, geología, agricultura, arqueología, etc.
- 12. Métodos y medios de protección del personal contra las radiaciones, así como sistemas para garantizar la seguridad de la población y el medio ambiente.
- 13. Equipos para registrar radiaciones ionizantes y monitorear radionucleidos y campos de radiación en el medio humano, en la propia persona, así como en las empresas de salud ocupacional y seguridad humana.
- 14. Equipos para el procesamiento y eliminación de residuos (instalaciones para solidificación de residuos, instalaciones de almacenamiento, cementerios, vertederos de residuos; equipos para el desmantelamiento y reciclaje de centrales nucleares gastadas).
La parte central de la industria nuclear es el complejo de energía y combustible nuclear (NFEC), cuyos principales productos son componentes de armas nucleares, y los subproductos son energía eléctrica, calor, agua dulce, productos de síntesis de radiación (por ejemplo , hidrógeno) o modificación radiotérmica de materiales. El ámbito de la tecnología de la energía nuclear incluye la energía nuclear, la base de combustible y la ingeniería nuclear. Incluye empresas de extracción y procesamiento de minerales de uranio y torio, conversión de uranio, enriquecimiento de isótopos, producción de combustible para reactores nucleares, ingeniería nuclear, centrales nucleares, estaciones de suministro de calor nuclear, instalaciones de investigación nuclear, etc. El problema clave en el funcionamiento de YATEK es garantizar la seguridad de la producción (principalmente de los empleados de la empresa), de la población y de los ecosistemas naturales.
Los componentes importantes del complejo de energía nuclear son: l) producción de nucleidos aptos para armas (uranio altamente enriquecido, plutonio, tritio), 2) ciclo del combustible nuclear de la energía nuclear, y h) apoyo radioquímico para la fusión termonuclear controlada.
ciclo del combustible nuclear (NFC): un complejo de instalaciones de producción de sustancias químicas nucleares destinadas al procesamiento y reciclaje de combustible nuclear gastado. tarea principal - garantizar la reutilización del combustible nuclear gastado en las centrales nucleares en TVEL después de un tratamiento especial.
El ciclo del combustible nuclear incluye los siguientes componentes:
- - extracción de minerales (uranio, torio), su procesamiento primario (trituración, etc.), enriquecimiento de minerales, producción de concentrados (dióxido de uranio y desechos radiactivos que van al vertedero) y su purificación química;
- - enriquecimiento isotópico de materias primas (por ejemplo, conversión de dióxido de uranio en hexafluoruro de uranio gaseoso, separación de isótopos de uranio, enriquecimiento de uranio utilizando el isótopo 2 35C);
- - producción de combustible para reactores (conversión inversa de hexafluoruro de uranio en dióxido de uranio en forma de pastillas de combustible; pastillas altas exigencias a la pureza de las sustancias, la inadmisibilidad de alcanzar una masa crítica; fabricar elementos combustibles y ensamblarlos para formar conjuntos combustibles);
- - generación de energía en una central nuclear (carga de combustible en el reactor; alta concentración de energía, control preciso y rápido del proceso, flujos muy potentes de radiación penetrante);
- - extracción y almacenamiento primario de combustible gastado; transporte a una planta procesadora;
- - reprocesamiento del combustible gastado (extracción de radionucleidos fisibles y su retorno al ciclo del combustible, extracción y purificación de isótopos estables y radiactivos, separación de radionucleidos de período largo, prevención del robo de materiales aptos para armas);
- - procesamiento de refinado procedente del proceso de reprocesamiento del combustible nuclear gastado; transmutación de radionucleidos nocivos para el medio ambiente: solidificación y eliminación de residuos;
- - después del final de la vida útil de un reactor nuclear - su desmantelamiento, desmantelamiento, descontaminación y eliminación de las piezas del reactor.
Una parte importante de la industria nuclear es la energía nuclear. El objetivo estratégico de la energía nuclear es aprovechar los recursos de combustible natural y 2 32Т (principalmente mediante la producción de neutrones en reactores nucleares 2 39Ру o 2 ззЦ). Otra tarea estratégica es desarrollar métodos nucleares para la destrucción de radionucleidos ambientalmente peligrosos. El objetivo táctico es utilizar reactores nucleares para producir electricidad, calor, agua dulce, hidrógeno y radioisótopos para la ciencia, la tecnología y la medicina.
Actualmente se han implementado tres métodos de producción de energía atómica: l) Basado en la fisión espontánea de isótopos artificiales radiactivos. Las fuentes de energía radioisotópicas (instalaciones de baja potencia) se utilizan para equipos de calefacción y para la generación de electricidad. 2) Basado en una reacción en cadena controlada de fisión de núcleos pesados. Actualmente, esta es la única tecnología nuclear que proporciona una generación industrial de electricidad económicamente viable en centrales nucleares. h) Basado en la reacción de fusión de núcleos ligeros. A pesar de la conocida física del proceso, hasta ahora no ha sido posible construir una central eléctrica económicamente viable.
Habitualmente, para obtener energía nuclear se utiliza una reacción de fisión nuclear en cadena de 2 núcleos de 39Pu o 2 de 35U. Los núcleos se fisionan cuando un neutrón los golpea, produciendo nuevos neutrones y fragmentos de fisión. Los neutrones de fisión y los fragmentos de fisión tienen una alta energía cinética. Como resultado de las colisiones de fragmentos con otros átomos, esta energía cinética se convierte rápidamente en calor.
La energía nuclear se utiliza para producir electricidad para el público desde 1954. La contaminación creada por la energía nuclear es pequeña y no se producen gases de efecto invernadero. Las centrales nucleares diseñadas y explotadas correctamente han demostrado ser fiables, seguras y atractivas desde el punto de vista económico y medioambiental.
En 2013, la producción mundial de energía nuclear ascendió a 6,66 mil millones de MWh (562,9 millones de toneladas equivalentes de petróleo), es decir. -11% de la generación eléctrica mundial. En 2014 había en el mundo 439 reactores de potencia con una capacidad total de 376,821 GW y 67 reactores estaban en construcción. El líder mundial en capacidad instalada es Estados Unidos, pero la energía nuclear representa sólo el 20% del balance energético total de este país. El líder mundial en términos de participación en la producción total es Francia, donde la energía nuclear es una prioridad nacional: 77%. La mitad de la generación de energía nuclear del mundo proviene de Estados Unidos y Francia.
Hay varios tipos de reactores en funcionamiento en todo el mundo: PWR(reactor nuclear agua-agua, en Rusia - VVER, en China CNP), BWR- reactor del recipiente a presión, PHWR- reactor nuclear de agua pesada ( CANDU), GCR- reactor refrigerado por gas (Magnox), LWGR- reactor nuclear de grafito y agua, en Rusia RBMK, FBR- reactor reproductor neutrones rápidos, en Rusia BN-boo y BN-800, HTGR- reactor enfriado por gas de alta temperatura, H.W.G.C.R.- reactor de agua pesada refrigerado por gas, H.W.G.C.R.- reactor de agua pesada refrigerado por agua, SGHWR- reactor de agua pesada en ebullición.
Del total de reactores de potencia en funcionamiento, el 82% son reactores con moderador de agua ligera y refrigerante de agua ligera; p% - reactores con moderador de agua pesada y refrigerante de agua pesada; 3% - reactores refrigerados por gas y 3% - reactores refrigerados por agua con moderador de grafito. Hay dos reactores de neutrones rápidos con moderador de metal líquido y refrigerante de metal líquido (reactor rápido experimental chino ( MCER) con una capacidad de 20 MW(e) y el reactor ruso BN-boo con una capacidad de 560 MW(e).
Arroz. 1. Estadísticas sobre la construcción de centrales nucleares en el mundo: 1 - capacidad instalada; 2 - poder realizado.
Según las bajas previsiones de la OIEA de 2011, la capacidad mundial de energía nuclear aumentará hasta 501 GW(e) en 2030, y según las altas previsiones, hasta 746 GW(e).
Es probable que la demanda mundial de energía y electricidad aumente en las próximas décadas. El crecimiento de la población mundial y las expectativas de desarrollo en los países en desarrollo, donde grandes proporciones de la población todavía carecen de acceso a la electricidad, están provocando altas tasas de crecimiento de la demanda de electricidad. Esta demanda puede satisfacerse mediante la energía nuclear.
En términos de capacidad total de centrales nucleares en funcionamiento, Rusia ocupa el tercer lugar en el mundo, detrás de Estados Unidos y Francia. En 2015, en la central nuclear del Sur operaban 35 unidades de energía con una capacidad de 26,2 GW (generación de 1049 mil millones de kWh, participación en producción general electricidad el 18,6%, en la parte europea del país la proporción de energía nuclear alcanza el 30%, y en el noroeste, el 37%), de los cuales 18 reactores de agua a presión: 12 VVER-YOO, 6 VVER-440, 15 de canal reactores de agua en ebullición, y RBMK-yuoo y 4 EPG-6; 2 reactores de neutrones rápidos: BN-boo y BN-800. A finales de 2015 se estaban construyendo 6 unidades de energía (se suspendió la construcción de la central nuclear del Báltico en la región de Kaliningrado) y 2 unidades en centrales nucleares flotantes de baja potencia.
Rusia es uno de los países líderes del mundo en el campo de la energía nuclear y ocupa el puesto 17. % mercado mundial de combustible nuclear, 40% del mercado de servicios de enriquecimiento de uranio, quinto lugar en el mundo en producción de uranio. Según los diseños y esfuerzos de los especialistas soviéticos, se construyeron centrales nucleares en diferentes países: en total 31 unidades de energía con una capacidad total de 16 GW. Rusia ha construido y puesto en funcionamiento varias unidades de energía, incluidas dos unidades de la central nuclear de Tianwan en China y la central nuclear de Bushehr en Irán.
La industria nuclear rusa cuenta con más de 250 empresas y organizaciones que emplean a más de 190 mil personas.
En Rusia, la industria nuclear está gestionada por la Corporación Estatal de Energía Atómica Rosatom.
Corporación Estatal "Rosatom" - un holding estatal que reúne a más de 360 empresas de la industria nuclear. Rosatom incluye todas las empresas nucleares civiles de Rusia, empresas del complejo de armas nucleares, organizaciones de investigación y la flota de rompehielos nucleares. La corporación estatal es uno de los líderes de la industria nuclear mundial, ocupa el segundo lugar en el mundo en reservas de uranio y el quinto en volumen de producción, el cuarto en el mundo en producción de energía nuclear, controla el 40% del mercado mundial de servicios de enriquecimiento de uranio y el 17 % del mercado de combustible nuclear. Rosatom es una organización sin fines de lucro; Sus tareas incluyen tanto el desarrollo de las empresas de energía nuclear y del ciclo del combustible nuclear, como garantizar la seguridad nacional, nuclear y radiológica, así como el desarrollo de la ciencia aplicada y fundamental. Además, la corporación estatal está autorizada en nombre del Estado a cumplir con las obligaciones internacionales de Rusia en el ámbito del uso de la energía atómica y el régimen de no proliferación de materiales nucleares.
Las principales empresas son las siguientes: Empresa Unitaria del Estado Federal rosenergoatom une todas las centrales nucleares de Rusia; TVEL- una empresa que produce combustible nuclear; JSC "Techsnabexport" produce y exporta materiales y tecnologías utilizados en la industria nuclear; "ZiOPodolsk" suministra equipos energéticos para centrales nucleares y térmicas; "Plantas de Izhora"- reactores nucleares y una amplia gama de productos de ingeniería, tanto para el mercado interno como para la exportación; Planta que lleva el nombre de Degtyarev(ZiD, ciudad de Kovrov) produce dos tipos principales de productos: centrífugas para separar isótopos de uranio y armas; Atomstroyexport- contratista principal para la construcción de centrales nucleares en el extranjero.
Además de las centrales nucleares, existen centrales nucleares combinadas que producen energía eléctrica y calor. Actualmente funcionan 79 reactores en modo de producción combinada y el desarrollo de esta área se considera prometedor. Cuantas más instalaciones sea posible utilizar el calor recibido de una central nuclear, mayor será el beneficio que aportará la central. Además, cuando hay recursos de agua de mar disponibles y los recursos de agua dulce son limitados, la desalinización de agua de mar proporciona agua potable y agua barata para la propia central nuclear.
Los reactores nucleares se utilizan como fuentes de energía eléctrica y térmica en las naves espaciales.
Las aplicaciones no eléctricas incluyen la producción de hidrógeno para: i) mejorar la calidad de los recursos petrolíferos de baja calidad, como las arenas bituminosas, y al mismo tiempo neutralizar las emisiones de carbono asociadas con el reformado de metano con vapor (convertir hidrocarburos utilizando vapor y calor en productos gaseosos, principalmente CO y N 2 ); 2) asegurar la producción de combustibles líquidos sintéticos a partir de biomasa, carbón u otras fuentes de carbono; 3) uso de vehículos como combustible para conectar motores de pila de combustible de hidrógeno a la red eléctrica en modo ligero. La energía nuclear también se puede utilizar en la industria petrolera para extraer betún mediante tecnología de vapor por gravedad o destilación seca de esquisto bituminoso.
Central nuclear flotante (Planta de energía termonuclear flotante, PLTES) es un proyecto ruso para crear centrales nucleares flotantes móviles de baja potencia.
FATES es un buque no autopropulsado de cubierta lisa. Produce electricidad, vapor para calefacción y agua dulce (desalación de agua de mar). Estas estaciones están diseñadas para suministrar energía a zonas remotas. La central nuclear flotante "Akademik Lomonosov" (inaugurada, las pruebas en el mar comenzaron en 2016) tiene una longitud de 144 m, una anchura de 30 m y un desplazamiento de 21.500 toneladas. Está equipada con dos unidades de reactor tipo rompehielos KLT-40S. . La potencia eléctrica de cada reactor es de 35 MW, la potencia térmica es de 140 gigacalorías por hora. La vida útil es de 36 años.
flota nuclear - un conjunto de buques de guerra de diversas clases que tienen centrales nucleares como fuente de energía. Los buques de la flota nuclear tienen un alcance de crucero casi ilimitado, una gran autonomía y son capaces de mucho tiempo Ve a altas velocidades y resuelve misiones de combate en cualquier zona del Océano Mundial.
Los reactores nucleares se utilizan como motores en barcos de superficie (portaaviones, cruceros) y submarinos (submarinos nucleares, submarinos nucleares). 4 construidos en Rusia cruceros nucleares("Almirante Nakhimov", "Almirante Lazarev", "Almirante Ushakov", "Pedro el Grande") y un buque de comunicaciones nucleares "Ural". Rusia tiene una cantidad bastante grande de submarinos con misiles estratégicos.
Rusia tiene la única flota de rompehielos nucleares del mundo. En 2016, la flota operativa incluía los barcos de propulsión nuclear “Sovetsky Soyuz”, “Yamal”, “50 Let Pobedy”, “Taimyr” y “Vaigach”, así como el portacontenedores de propulsión nuclear “Sevmorput”. En 2016 se botó el rompehielos Arktika, que se convertirá en el rompehielos más poderoso del mundo.
Actualmente se está desarrollando un rompehielos universal de doble calado de nueva generación, que podrá prestar asistencia para romper el hielo tanto a través del mar como a lo largo de ríos de aguas profundas.
En algunos países se están construyendo buques de carga experimentales. Sin embargo, los buques nucleares de gran capacidad y alta velocidad sólo se generalizarán cuando se encuentre una solución al problema de la entrada a los puertos.
Los motores nucleares no se utilizan en la aviación ni en la construcción de tanques, pero existen proyectos para motores nucleares espaciales. En Rusia se está trabajando en un proyecto para un sistema de propulsión eléctrica nuclear de potencia de megavatios para sistemas de transporte espacial.
Además de los reactores de potencia, hay 250 reactores de investigación en funcionamiento en todo el mundo, que se utilizan para la producción de radionucleidos con fines industriales y médicos, investigaciones nucleares, pruebas de materiales y diversos experimentos, para servicios comerciales como el dopaje de silicio, el análisis de activación de neutrones, mejora de piedras preciosas y pruebas no destructivas, así como para la formación de especialistas. Por regla general, funcionan con combustible altamente enriquecido (más del 30% es uranio apto para uso armamentístico). Para reducir la amenaza global, se están realizando esfuerzos para convertir el combustible de los reactores de investigación en uranio poco enriquecido (~5%), LEU. El nuevo combustible de uranio y molibdeno para reactores de investigación de alto rendimiento tiene una densidad muy alta.
Actualmente no existen instalaciones industriales que operen con reacciones de fusión termonuclear. Sin embargo, cinco países de la Unión Europea han unido fuerzas para construir un reactor internacional, ITER, del tipo Tokamak, que se espera que alcance una potencia superior a los costes energéticos.
La industria nuclear produce aceleradores de diversas partículas. En 2010 estaban en funcionamiento en el mundo 163 aceleradores electrostáticos, 9 fuentes de neutrones de espalación y 50 fuentes de radiación sincrotrón. Los aceleradores modernos se utilizan en los campos de la física de las radiaciones médicas, la radiobiología, la física nuclear experimental, la agricultura, los procesos de esterilización, la ciencia de los materiales, el estudio de los bienes del patrimonio cultural y la protección del medio ambiente. Los objetivos de fuentes de neutrones de espalación utilizados en aceleradores de alta potencia brindan información útil sobre los daños por radiación en los sistemas controlados por aceleradores, incluidos aquellos destinados a la transmutación de desechos nucleares y la generación de energía. La información obtenida se utiliza en el diseño de objetivos de alta potencia y larga vida útil en sistemas controlados por acelerador.
Las tecnologías nucleares se utilizan en ingeniería, agricultura, medicina y protección del medio ambiente.
Por ejemplo, las sondas de nucleótidos radiomarcadas han permitido la identificación de secuencias genómicas completas en animales domésticos, lo que ha permitido avanzar en el análisis de la diversidad genética en razas de ganado vacuno, ovino y caprino para mejorar la cría de animales para aumentar la productividad. Como resultado, ha aumentado la eficiencia de la producción de carne y leche. El diagnóstico temprano de las enfermedades animales mediante técnicas nucleares es importante para mejorar la seguridad alimentaria. Las tecnologías nucleares moleculares permiten diagnosticar la gripe aviar o porcina en 24 horas, mientras que los diagnósticos tradicionales tardan una semana. Los métodos nucleares en el campo del control de plagas de insectos no se limitan al uso de irradiación gamma para esterilizar insectos sino que incluyen el uso de isótopos para estudiar la biología, el comportamiento, la bioquímica, la ecología y la fisiología de los insectos. Irradiación productos alimenticios- un método para combatir los microorganismos que causan enfermedades transmitidas por los alimentos. La irradiación de verduras frescas, frutas y alimentos congelados no cambia su sabor ni su textura.
Para aumentar el rendimiento de los cultivos agrícolas se utiliza la inducción de mutaciones, realizada mediante dos métodos: la implantación de un haz de iones, que abre la posibilidad de la descomposición de isótopos. adentro células, y por selección en el espacio (fuera de la atmósfera terrestre), cuando los rayos cósmicos pasan a través de la célula. El aumento de la eficiencia mediante el mejoramiento por mutaciones basado en métodos genéticos tiene como objetivo mejorar la calidad de las variedades de cultivos, lo que resulta en una mayor producción de alimentos.
La disponibilidad de agua del suelo para los cultivos depende del grado de pérdida de agua de los suelos desnudos (es decir, evaporación) y de la transpiración de las hojas de las plantas. Para mejorar la eficiencia en el uso del agua de riego, es importante cuantificar estos dos componentes de la pérdida de agua. Sin embargo, esto es difícil de hacer. Los isótopos estables en el agua (18 0 y 2 H) se utilizan eficazmente para estudiar estos procesos: la evaporación de la superficie del suelo conduce al enriquecimiento de la composición isotópica de las aguas del suelo con estos isótopos. La transpiración de las plantas, por el contrario, no afecta la composición isotópica de las aguas del suelo. La información obtenida se utiliza para desarrollar tecnologías para la gestión de recursos terrestres y hídricos en diversos entornos. Retener carbono orgánico en el suelo reduce los niveles de CO2 en la atmósfera, mitigando los efectos del cambio climático. Para estudiar los procesos de secuestro y fotosíntesis se utilizan isótopos de carbono radiactivos (HR) y estables OC). Los resultados de la investigación nos permiten proponer medidas para mitigar los efectos del cambio climático y garantizar la producción sostenible de alimentos.
Las deficiencias de micronutrientes, el “hambre oculta”, afectan a una gran proporción de la población mundial, en particular a los lactantes, los niños y las mujeres en edad fértil de los países en desarrollo. Las deficiencias de vitamina A, zinc y hierro son la causa del crecimiento temprano deficiente y la mala salud de los niños. Como parte integral del desarrollo y evaluación de intervenciones para combatir las deficiencias de micronutrientes, se utilizan técnicas nucleares para evaluar la biodisponibilidad de los micronutrientes.
Un área prometedora de la medicina es el diagnóstico por imágenes. Estos incluyen métodos que determinan con precisión detalles anatómicos y métodos que proporcionan imágenes funcionales o moleculares. La primera categoría incluye la tomografía computarizada (CT) y la resonancia magnética (MRI), que detectan cambios estructurales hasta el nivel milimétrico. La segunda categoría incluye la tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT), que examinan enfermedades hasta el nivel molecular. Los avances tecnológicos han hecho posible combinar modalidades anatómicas y funcionales en sistemas de imágenes híbridos como SPECT/CT y PET/CT. Los sistemas de imágenes híbridos permiten estudios combinados de órganos humanos anatómicos y funcionales. Los beneficios clínicos incluyen un mejor diagnóstico y localización de lesiones corporales, así como una caracterización más precisa de los cambios estructurales y metabólicos en las lesiones. La enfermedad se diagnostica en una etapa muy temprana y con mayor precisión, lo que permite un tratamiento rápido con altas posibilidades de recuperación. La oncología radioterápica se basa desde hace varias décadas en fuentes de radiación Y, como el 60 Co o el WC. EN últimos años ella cambió a aceleradores lineales. Se han introducido en la práctica clínica métodos como la radioterapia de dosis modulada y la radioterapia guiada por imágenes, así como el uso de protones y partículas cargadas.
Las tecnologías nucleares se utilizan en la protección del medio ambiente. Por ejemplo, para cuantificación flujo de agua subterránea hacia el mar, realizado midiendo la distribución espacial del radio y el radón en las aguas costeras. Además, la determinación de cuatro isótopos de radio (22 3Ra, 22 ^Ra, 226 Ra y 228 Ra) ayuda a comprender las escalas temporales de dispersión y mezcla del flujo de agua subterránea submarina hacia el mar.
Una cuestión fundamental en biogeoquímica marina es comprender los mecanismos que controlan el flujo de material desde la superficie hacia las profundidades o el fondo del océano. El océano es un importante sumidero de carbono. Al analizar las partículas suspendidas de diferentes profundidades del océano, se pueden evaluar los diversos factores que controlan la transferencia de carbono desde la superficie a las profundidades del océano. El radionucleido natural ^Th se utiliza para cuantificar los flujos de partículas y el transporte de carbono desde la parte superior del océano. El desequilibrio entre el 238U y su isótopo hijo 2S-1TH refleja el coeficiente de transporte neto de partículas desde la superficie del océano en escalas de tiempo de días a semanas.
Como factor crítico que afecta la sostenibilidad de las sociedades humanas y los ecosistemas, las amenazas a los recursos hídricos derivadas del cambio climático, el aumento de los costos de los alimentos y la energía y la crisis económica mundial hacen que abordar los problemas del agua sea un desafío urgente. La hidrología isotópica proporciona una herramienta única para resolver problemas complejos de recursos hídricos y ayuda a comprender la relación entre la producción de energía y alimentos, por un lado, y el uso de los recursos hídricos, por el otro. El uso de técnicas isotópicas para evaluar los recursos hídricos ha sido posible gracias al uso de analizadores espectroscópicos láser para medir los isótopos en el agua.
Se utilizan técnicas de isótopos estables para comprender la distribución espacial de diversos procesos que afectan la disponibilidad y calidad del agua subterránea, tanto a nivel local como global. La aplicación de la hidrología isotópica ayuda a mejorar la evaluación de los recursos hídricos y también juega un papel importante en la planificación energética.
Debido al grave problema asociado con la escasez en el suministro de isótopos médicos, especialmente los producidos por la reacción de fisión del *>Mo, en los últimos años se ha puesto de relieve la creciente demanda de radioisótopos para aplicaciones médicas e industriales. Los radioisótopos producidos en el reactor siguen siendo productos importantes para fines médicos e industriales, pero al mismo tiempo, la capacidad de producción de ciclotrones también sigue aumentando, con la creación de centros regionales dedicados a la producción de radioisótopos con vidas medias muy cortas para
PALMADITA. Actualmente hay 650 ciclotrones en funcionamiento y 2.200 sistemas PET en el mundo. Las aplicaciones clínicas están dominadas por el uso de fluorodesoxiglucosa (FDG) marcada con 18F para el tratamiento de pacientes con cáncer, pero también está comenzando a utilizarse el uso de otros radiofármacos (PR). El creciente número de centros de PET estimuló el desarrollo de radiofármacos basados en 68 Ga, 64 Cu, 124 J, 17 ?Li, v°Y etc., y el interés en el uso de radioisótopos emisores α en la terapia del cáncer ha llevado a un aumento en la producción de emisores α de vida corta (21 3Bi).
La radiación gamma se utiliza como método eficaz para esterilizar dispositivos, componentes y embalajes médicos. Los haces de electrones comenzaron a utilizarse para la esterilización cuando aparecieron los aceleradores de electrones con mayor eficiencia. Este método se utiliza actualmente para procesar grandes volúmenes de productos de bajo valor (como jeringas), así como pequeñas cantidades de productos de alto valor (como dispositivos cardiovasculares).
Las nanoestructuras basadas en carbono, como los nanotubos de carbono, han abierto enormes oportunidades en las aplicaciones de la nanotecnología, especialmente en la transición de la microelectrónica de silicio a la nanoescala. Las técnicas de haz de electrones son adecuadas para aplicaciones como la soldadura de nanotubos de carbono, la fabricación con litografía por haz de electrones de estructuras de nanotubos de carbono, la síntesis de alambres metálicos revestidos de nanotubos y la canalización de iones para aplicaciones en sistemas de administración de fármacos y la industria electrónica. Esta tecnología permite producir la mayoría de nanoestructuras basadas en carbono, que son prometedoras como elementos finales de dispositivos moleculares para uso en medicina y electrónica.
Revista "ITOGI", N31, 10/08/1998. * Rusia atómica.* Basado en materiales de la colección “Átomo sin sello “secreto”: puntos de vista”. Moscú - Berlín, 1992. (Los nombres de los objetos y empresas se dan tal como se conocían antes del cambio de nombre)Centrales nucleares
- Balakovskaya (Balakovo, región de Saratov).
- Beloyarskaya (Beloyarsk, región de Ekaterimburgo).
- Bilibino ATPP (Bilibino, región de Magadán).
- Kalininskaya (Udomlya, región de Tver).
- Kola (Polyarnye Zori, región de Murmansk).
- Leningradskaya (Sosnovy Bor, región de San Petersburgo).
- Smolenskaya (Desnogorsk, región de Smolensk).
- Kursk (Kurchatov, región de Kursk).
- Novovoronezhskaya (Novovoronezhsk, región de Voronezh).
Ciudades especiales del complejo de armas nucleares.
- Arzamas-16 (ahora Kremlin, región de Nizhny Novgorod). Instituto de Investigación de Física Experimental de toda Rusia. Desarrollo y construcción de cargas nucleares. Planta experimental "comunista". Planta electromecánica "Avangard" (producción en serie).
- Zlatoust-36 (región de Chelyabinsk). Producción en serie de ojivas nucleares (?) y misiles balísticos para submarinos (SLBM).
- Krasnoyarsk-26 (ahora Zheleznogorsk). Planta minera y química subterránea. Reprocesamiento de combustible irradiado de centrales nucleares, producción de plutonio apto para armas. Tres reactores nucleares.
- Krasnoyarsk-45. Planta electromecánica. Enriquecimiento de uranio (?). Producción en serie de misiles balísticos para submarinos (SLBM). Creación de naves espaciales, principalmente satélites con fines militares y de reconocimiento.
- Sverdlovsk-44. Montaje en serie de armas nucleares.
- Sverdlovsk-45. Montaje en serie de armas nucleares.
- Tomsk-7 (ahora Seversk). Planta química de Siberia. Enriquecimiento de uranio, producción de plutonio apto para armas.
- Chelyabinsk-65 (ahora Ozersk). PA "Mayak". Reprocesamiento de combustible irradiado de centrales nucleares y centrales nucleares a bordo, producción de plutonio apto para armas.
- Chelyabinsk-70 (ahora Snezhinsk). Instituto de Investigación de Física Técnica de toda Rusia. Desarrollo y construcción de cargas nucleares.
- Norte (1954-1992). Desde el 27/02/1992 - Campo de entrenamiento central de la Federación de Rusia.
- Sosnovy Bor (región de San Petersburgo). Centro de Entrenamiento Naval.
- Dubna (región de Moscú). Instituto Conjunto de Investigaciones Nucleares.
- Óbninsk ( Región de Kaluga). ONG "Tifón". Instituto de Física y Energía (PEI). Instalaciones "Topaz-1", "Topaz-2". Centro de Entrenamiento Naval.
- Moscú. Instituto de Energía Atómica que lleva el nombre. I. V. Kurchatova (complejo termonuclear ANGARA-5). Instituto de Ingeniería Física de Moscú (MEPhI). Asociación de Producción de Investigación Científica "Aileron". Asociación de investigación científica y producción "Energía". Instituto de Física de la Academia de Ciencias de Rusia. Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MIPT). Instituto de Física Teórica y Experimental.
- Protvino (región de Moscú). Instituto de Física de Altas Energías. Acelerador de partículas.
- Sucursal de Sverdlovsk del Instituto de Investigación y Diseño de Tecnologías Experimentales. (A 40 km de Ekaterimburgo).
- Novosibirsk. Ciudad académica de la rama siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia.
- Troitsk (región de Moscú). Instituto de Investigaciones Termonucleares (instalaciones de Tokomak).
- Dimitrovgrad (región de Ulyanovsk). Instituto de Investigación de Reactores Nucleares que lleva el nombre. V.I.Lenin.
- Nizhni Nóvgorod. Oficina de Diseño de Reactores Nucleares.
- San Petersburgo. Asociación de investigación y producción científica "Electrofísica". Instituto del Radio que lleva el nombre. V.G. Instituto de investigación y diseño de tecnología energética. Instituto de Investigación en Higiene Radiológica del Ministerio de Salud de Rusia.
- Norilsk. Reactor nuclear experimental.
- Podolsk Asociación de producción de investigación científica "Luch".
- Lermontov (región de Stavropol). Inclusiones de uranio-molibdeno de rocas volcánicas. Software "Almaz". Extracción y procesamiento de minerales.
- Pervomaisky (región de Chita). Planta de procesamiento y minería Transbaikal.
- Vikhorevka (región de Irkutsk). Minería (?) de uranio y torio.
- Aldán (Yakutia). Minería de uranio, torio y elementos de tierras raras.
- Slyudyanka (región de Irkutsk). Depósito de elementos que contienen uranio y tierras raras.
- Krasnokamensk (región de Chitá). Mina de uranio.
- Borsk (región de Chitá). Una mina de uranio agotada (?) es la llamada “garganta de la muerte”, donde los prisioneros de los campos de Stalin extraían el mineral.
- Lovozero (región de Murmansk). Minerales de uranio y torio.
- Distrito Lago Onega. Minerales de uranio y vanadio.
- Vishnegorsk, Novogorny (Urales centrales). Mineralización de uranio.
- Elektrostal (región de Moscú). PA "Planta de construcción de maquinaria".
- Novosibirsk. PA “Planta de Concentrados Químicos”.
- Glazov (Udmurtia). PA "Planta Mecánica de Chepetsk".
- Chelyabinsk-65 (región de Chelyabinsk). PA "Mayak".
- Tomsk-7 (región de Tomsk). Planta química de Siberia.
- Krasnoyarsk-26 (región de Krasnoyarsk). Planta minera y química.
- Ekaterimburgo. Planta Electroquímica de los Urales.
- Kirovo-Chepetsk (región de Kirov). Planta química que lleva el nombre. B. P. Konstantinova.
- Angarsk (región de Irkutsk). Planta de electrólisis química.
- San Petersburgo. Asociación del Almirantazgo de Leningrado. PA "Planta Báltica"
- Severodvinsk. PA "Sevmashpredpriyatie", PA "Separar".
- Nizhni Nóvgorod. PA "Krasnoe Sormovo"
- Komsomolsk del Amur. Planta de construcción naval "Leninsky Komsomol".
- Bolshoy Kamen (Territorio de Primorsky). Astillero "Zvezda".
- Múrmansk. Base técnica de PTO "Atomflot", planta de reparación naval "Nerpa".
- Litsa occidental (bahía de Nerpichya).
- Gadzhievo.
- Polar.
- Vidyaevo.
- Yokanga.
- Gremikha.
- Pesca.
- Vladivostok (Bahía de Vladimir y Bahía de Pavlovsky),
- Sovetskaya Gaván.
- Najodka.
- Magadán.
- Alexandrovsk-Sakhalinsky.
- Korsakov.
- Revda (región de Murmansk).
- Henoksa (región de Arkhangelsk).
- Severodvinsk.
- Bahía Okolnaya (Bahía de Kola).
- Sitios industriales de centrales nucleares.
- Múrmansk. Mechero "Lepse", base flotante "Imandra" PTO "Atom-fleet".
- Polar. Base técnica de la Flota del Norte.
- Yokanga. Base técnica de la Flota del Norte.
- Bahía Pavlovsky. Base técnica de la Flota del Pacífico.
- Cheliábinsk-65. PA "Mayak".
- Krasnoyarsk-26. Planta minera y química.
- Sitios industriales de centrales nucleares.
- Krasnoyarsk-26. Planta minera y química, RT-2.
- Cheliábinsk-65. PA "Mayak".
- Tomsk-7. Planta química de Siberia.
- Severodvinsk (región de Arkhangelsk). Sitio industrial de la planta de reparación naval Zvezdochka de la Asociación de Producción Sever.
- Bolshoy Kamen (Territorio de Primorsky). Polígono industrial del astillero Zvezda.
- Litsa occidental (Bahía Andreeva). Base técnica de la Flota del Norte.
- Gremikha. Base técnica de la Flota del Norte.
- Shkotovo-22 (Bahía de Chazhma). Reparación naval y base técnica de la Flota del Pacífico.
- Pesca. Base técnica de la Flota del Pacífico.
- Polyarny, base de la Flota del Norte.
- Gremikha, base de la Flota del Norte.
- Yokanga, base de la Flota del Norte.
- Zapadnaya Litsa (Bahía Andreeva), base de la Flota del Norte.
- Severodvinsk, zona de aguas de la fábrica de PA "Sever".
- Murmansk, base técnica de Atomflot.
- Bolshoy Kamen, zona de aguas del astillero Zvezda.
- Shkotovo-22 (Bahía Chazhma), base técnica de la Flota del Pacífico.
- Sovetskaya Gavan, zona acuática de la base técnico-militar.
- Rybachy, base de la Flota del Pacífico.
- Vladivostok (Bahía Pavlovsky, Bahía Vladimir), bases de la Flota del Pacífico.
- Sitios de vertido de residuos radiactivos líquidos en el mar de Barents.
- Áreas de inundación de desechos radiactivos sólidos en bahías poco profundas en el lado de Kara del archipiélago de Novaya Zemlya y en el área de la depresión de aguas profundas de Novaya Zemlya.
- Punto de inundación no autorizada del encendedor de Níquel con residuos sólidos radiactivos.
- Bahía Negra del archipiélago de Novaya Zemlya. La zona de atraque del buque experimental "Kit", en el que se llevaron a cabo experimentos con agentes de guerra química.
- Zona sanitaria de 30 kilómetros y zonas contaminadas con radionucleidos como consecuencia del desastre del 26 de abril de 1986 en la central nuclear de Chernobyl.
- El rastro radiactivo de los Urales orientales se formó como resultado de la explosión el 29 de septiembre de 1957 de un contenedor con desechos de alta actividad en una empresa en Kyshtym (Chelyabinsk-65).
- Contaminación radiactiva de la cuenca del río Techa-Iset-Tobol-Irtysh-Ob como resultado de muchos años de descarga de desechos radioquímicos en instalaciones del complejo nuclear (armas y energía) en Kyshtym y la propagación de radioisótopos de instalaciones abiertas de almacenamiento de desechos radiactivos debido a a la erosión eólica.
- Contaminación radiactiva del Yenisei y de determinadas zonas de la llanura aluvial como resultado de la explotación industrial de dos reactores de agua de flujo directo de una planta minera y química y del funcionamiento de una instalación de almacenamiento de residuos radiactivos en Krasnoyarsk-26.
- Contaminación radiactiva del territorio en la zona de protección sanitaria de la Planta Química de Siberia (Tomsk-7) y más allá.
- Zonas sanitarias oficialmente reconocidas en los lugares de las primeras explosiones nucleares en tierra, bajo el agua y en la atmósfera en los polígonos de pruebas de armas nucleares de Novaya Zemlya.
- Distrito de Totsky de la región de Orenburg. Ubicación de ejercicios militares sobre la resistencia del personal y equipo militar a los factores dañinos de una explosión nuclear el 14 de septiembre de 1954 en la atmósfera.
- Liberación radiactiva como consecuencia del lanzamiento no autorizado de un reactor submarino nuclear, acompañado de un incendio, en el astillero Zvezdochka en Severodvinsk (región de Arkhangelsk) 12/02/1965.
- Liberación radiactiva como resultado del lanzamiento no autorizado de un reactor submarino nuclear, acompañado de un incendio, en el astillero Krasnoye Sormovo en Nizhny Novgorod en 1970.
- Contaminación radiactiva local de la zona de agua y sus alrededores como resultado de un lanzamiento no autorizado y una explosión térmica de un reactor submarino nuclear durante su sobrecarga en un astillero Marina de guerra en Shkotovo-22 (Bahía de Chazhma) en 1985.
- Contaminación de las aguas costeras del archipiélago de Nueva Zembla y de las zonas abiertas de los mares de Kara y de Barents debido al vertido de líquidos y a las inundaciones de residuos radiactivos sólidos por parte de los buques de la Armada y de Atomflot.
- Lugares de explosiones nucleares subterráneas en interés de la economía nacional, donde se observa la liberación de productos de reacciones nucleares a la superficie de la tierra o es posible la migración subterránea de radionucleidos.