Andrzej_Karon

Laser LCLS może pracować w zakresach energii 4.8e-4 MeV, a 1.0e-2 MeV (480÷10000 eV). Akurat dla takiego zakresu energii fotonów zarówno ALUMINIUM, jak i WOLFRAM mają podobne współczynniki pochłania energii fotonów w swojej masie: http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/ElemTab/z13.html http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/ElemTab/z74.html Dopiero przy wyższych energiach (z typowego zakresu dla fotonów gamma) — wolfram ma znacznie lepsze właściwości absorbcji wysokoenergetycznego promieniowania elektromagnetycznego — niż ma aluminium...

Tak się składa, że neutrina baaaardzo nikle oddziałują z materią, gdyż przekrój czynny na oddziaływanie neutrina elektronowego z protonem wynosi zaledwie ok. 1e-19 (0.0000000000000000001 barna). Zatem interakcja neutrin z ludzkim ciałem zachodzi bardzo, bardzo, bardzo, rzadko... (jeśli wogóle). Dlatego też więc detektory neutrin to z reguły ogromne konstrukcje: przykładowo japoński Super-Kamionkande, to ogromny cylinder o średnicy i wysokości ok. 40 metrów i zawierający aż 50000 ton wody i mrowie rejestratorów Efektu Czerenkowa, powstającego w wyniku stosunkowo rzadkiej interakcji neutrin z materią cieczy wewnątrz detektora. Związane jest to z tym, że materia w warunkach ma niską gęstość, rzędu max. 22 g/cm³ (Osm) — a dopiero w materii o gęstości CO NAJMNIEJ ~1e+12g/cm³ (~1000000000000 g/cm³), dochodzić może dopiero do częstego oddziaływania neutrin z materią. Takie ultra-wielkie gęstości materii występują we wnętrzu większych od Słońca gwiazd — i to dopiero w chwili wybuchu Supernowych! SZACUNKOWA LICZBA NEUTRIN Z REAKTORóW NA SEKUNDĘ Jeśli chodzi o ilość neutrin (ściślej: głównie antyneutrin elektronowych) powstających w reaktorach jądrowych, to można oszacować z grubsza ile w danym momencie wszystkie komercyjne Elektrownie Jądrowe świata rozszczepiają w danym momencie paliwa jądrowego, z którego powstają często wysokoaktywne tzw. produkty rozszczepienia — a to one w wyniku zachodzących w nich rozpadach promieniotwórczych β–. Moc elektryczna działających obecnie 435. reaktorów energetycznych na świecie wynosi sumarycznie, nieco ponad: Σ372 GWe (dane: WNA), czyli przyjmując umownie że mają sprawność η=33%, to ich moc termiczna wynosi około 3× mocy elektrycznej, tj. Σ1116 GWth. Do tego można doliczyć moc wszystkich działających dziś 230. reaktorów badawczych, nieco ponad Σ2.3 GWth (dane: IAEA) — czyli daje to RAZEM: Σ1119 GWth. Ponieważ 1 rozszczepienie jądra paliwa jądrowego, wyzwala 200 MeV = 3.2e-11 J energii, czyli tym samym rozszczepiając ok. 31 mld jąder uzyska się 1 J energii — jeżeli tyle zostanie rozszczepionych w ciągu sekundy, będzie to oczywiście 1 W (J/s). Interpolując zależność: 1119 GJ/sek = 3.5e+22 rozszczepień/sek. na całym świecie! Ważne: o tym jak ogromne ilości energii da się uzyskać z energii jądrowej, świadczy to, że rozszczepieniu 3.5e+22 jąder odpowiada fizycznej ilości... niecałych 14 gram uranu-235! (gdyż w 1 gramie uranu jest 6.022e+23 : 235 = ~2.56e+21 jąder) Ponieważ po rozszczepieniu jądro dzieli się najczęściej na 2 fragmenty, więc powstaje tym samym w ciągu sekundy na świecie około 14 gram/sek. = 7e+22 jąder produktów rozszczepienia/sek. (różne izotopy pierwiastków takich, jak np: krypton, ksenon, jod, cez... itp.). I to one przekształcają się stopniowo izotopy STABILNE, emitując cząstki β–, fotony γ oraz νe — z których jedynie te ostatnie wydostają się poza reaktor i wylatują w przestrzeń kosmiczną... Ponieważ dane jądro będące produktem rozszczepienia uranu, ma zwykle nadmiar neutronów nad neutronami, więc przechodzi zwykle od 1. do kilku kolejnych przemian promieniotwórczych, za każdym razem emitując m.in. neutrino. Do przemian tych dochodzi po różnych okresach czasu, ze względu na daną wartość okresu połowicznego rozpadu (T "½") kolejnego izotopu w w szeregu promieniotwórczych przemian — przyjmuje się, że średnio następują 3. rozpady, zanim powstanie STABILNY izotop. Zatem można przyjąć, że ludzie "produkują" z grubsza 2.1e+23 antyneutrin elektronowych/sek. — dzięki reaktorom. SZACUNKOWA LICZBA NEUTRIN ZE SŁOŃCA NA SEKUNDĘ Wewnątrz Słońca co sekundę około 600 mln ton wodoru przekształca się w około 596 mln ton helu, zaś ok. 4 mln ton materii przekształca się w energię = "bagatela" ~3.8e+26 W (J/s). Ważne: o można sprawdzić, że skoro Słońca świeci już 4.6 mld lat i będzie świecić drugie tyle czasu — to w ciągu całego życia "spalając" 4 mln ton materii/sek — "schudnie" o ok. 0.00057 = 1/1760 swojej całkowitej masy... (tj. mniej niż margines błędu: ±0.0012 — z jakim znamy masę Słońca = 1.98e+27 ton) Wracając do neutrin Słonecznych... 1 gram wodoru, to ok. 6e+23 protonów, zatem 600 mln ton wodoru, to 3.6e+38 protonów. Zderzanie się ich par w jądrze Słońca i przekształcanie się na deuter, pozytony i neutrina elektronowe, powoduje więc powstawania SZACUNKOWO aż 1.8e+38 neutrin elektronowych ze Słońca/sek.!!! Oznacza to tym samym, że przez nas oraz każdy cm² Ziemi dniem i nocą przelatuje jakieś 60 mld neutrin/sek. ze Słońca!!!

Taki Brązowy Karzeł przypomina z pewnością wyglądem i warunkami fizycznymi bardziej Jowisza niż gwiazdę typu Słońce... Czy dało by się go zobaczyć? Jeżeli taki obiekt nie jest oświetlany światłem "normalnej" gwiazdy, to w kamerze termowizyjnej z pewnością tak, gdyż takie chłodne ciało jak Brązowy Karzeł Klasy Widmowej "Y" wysyła promieniowanie głównie w średniej i dalekiej podczerwieni... ...w myśl Prawa Wiena: λmax = 2900 / T gdzie: λmax = długość fali o maksymalnej mocy w mikrometrach T = temperatura w Kelwinach Łatwo sprawdzić, że Słońce o temperaturze powierzchniowej 5780 K (5507°C) ma maksymalną moc promieniowania w świetle widzialnym o długości fali 0,520 mikrometra. Zatem Brązowy Karzeł: CFBDSIR 1458+10b o temperaturze powierzchniowej 370 K (97°C) ma maksymalną moc promieniowania w średniej podczerwieni o długości fali 8 mikrometrów, zaś WISE 1828+2650 o temperaturze powierzchniowej 298 K (25°C) ma maksymalną moc promieniowania już na granicy średniej i dalekiej podczerwieni (10 mikrometrów).

Polecam Panu (i nie tylko) zapoznać się ze odpowiedzią nr 1.8 — jak również przy okazji z pozostałymi — na poniższej stronie: http://baza.polsek.org.pl/faq/anomia_topic_1.html Jeśli chodzi o aparaty to nawet istnieje prosty wzór na obliczanie średnicy otrzymanego obrazu obiektu na błonie fotograficznej lub matrycy pełnoklatkowej FF lustrzanki cyfrowej: fob × U R = ——————————— 3440 gdzie: R – rozmiar obrazu obiektu na błonie/FF w mm fob — ogniskowa obiektywu w mm U — rozmiar kątowy obiektu na niebie w minutach kątowych (') w przypadku Słońca i Księżyca wynosi on średnio 31' Rzecz jasna w przypadku np. lustrzanek APS / aparatów kompaktowych otrzymany wynik trzeba pomnożyć przez odpowiedni współczynnik tzw. ekwiwalentu ogniskowej — bowiem choć rzeczywista ogniskowa ich obiektywów się nie zmienia, ale znajdująca się w tychże aparatach matryca jest mniejsza od "Full Frame" / "analogowego"... ...skutkiem tego w aparatach typu: "APS" / "¾" / "kompaktowych" fotografowany obiekt bardziej wypełnia kadr, gdyż brzegi obrazu zostają obcięte przez mniejszą od "pełnej klatki" matrycę. Oto przykładowe ekwiwalenty ogniskowych: APS-C: Canon = 1,6× Nikon/Pentax/Sony 1,5× kompaktowy (matryca 2/3"): ok. 4× Przykład: Mamy analogowy aparat z tzw. standardowym obiektywem 50 mm i zrobimy nim zdjęcie Księżyca. Jaki będzie jego rozmiar na matrycy oraz odbitce np.10×15? Jaki będzie rozmiar obrazu Księżyca w lustrzance APS-C; kompaktowym przy tej samej ogniskowej? Łatwo policzyć że w przypadku analogu: (50mm × 31') / 3440 = 0,45 mm! Choć na odbitce 10×15 będzie on 4,1× powiększony względem obrazu na błonie, to i tak Księżyc będzie miał wówczas niecałe 2 mm! Dlatego też wiele osób się dziwi, że widzieli taaaki duży Księżyc, a na wywołanych fotografiach, wyszła tylko tylko taka: ● W przypadku APS-C, analogicznie obraz Księżyca będzie miał 0,67 mm (= ok. 3 mm na odbitce) W przypadku ap.kompaktowego, analogicznie będzie miał 1,8 mm (= ok. 7,4 mm na odbitce)

Zgadza się, że zjawiska towarzyszące spadającym bolidom są różnorodne i zależy od wielu czynników. We wcześniejszym swoim poscie opisałem, jakie zwykle towarzyszą na tyle dużym bolidom, które faktycznie mają szanse dotrzeć na powierzchnię ziemi w postaci meteorytów. Być może z tego bolidu, który Pan obserwował też coś ocalało — jednak jeżeli odłamki wpadły do morza, szanse na odnalezienie ich są = 0. Dobrze jest, gdy przelot bolidu obserwowało w różnych miejscach więcej świadków, wówczas będą obserwować go pod różnym azymutem, więc korzystając z trygonometrii można dokładniej określić miejsce ewentualnego spadku meteorytów... Jeśli chodzi o ocenę "jasności" i "wielkości" bolidu, to są one niezwykle trudne do dokładnego ocenienia, gdyż: — sam przelot jest zjawiskiem krótkotrwałym i zaskakującym — ocena jasności i wielkości nastręcza trudności, ze względu na częsty brak obiektów porównawczych. Często jedni świadkowie porównują jakiś bolid do jasności Księżyca w pełni, a inni do jasności wizualnej Słońca — są to duże rozbieżności, gdyż max.jasność Księżyca to –12,3 magnitudo (taka jednostka używana przez astronomów), a jasność Słońca —26,7 magnitudo. Toż to jest ok. 500000 różnica jasności! (gdyż magnitudo to jednostka logarytmiczna) Na dodatek ludzkie zmysły "płatają nam figla", w postaci „sztucznego przybliżania” niektórych odległych obiektów. Eksperyment: Niebawem 18.II będzie Księżyc w pełni, wydawać się będzie że jest ooogromny, ale wystarczy położyć zwykłą 2 zł monetę (nie kolekcjonerską, bo ma inny wymiar) w odległości 230 cm od siebie i okazuje że ta moneta jest taka maaalutka! A przecież zarówno ta moneta, jak i Księżyc mają identyczne rozmiary kątowe! Dlatego też raczej trudno ocenić rzeczywistą wielkość spadającego "kamula" po rozmiarach kątowych powstałego przez niego bolidu...

Dla mnie akurat właśnie ten BRAK rozrzuconego gruntu na okolicznej łące, przeczy meteorytowemu pochodzeniu tegoż krateru. Wystarczy przez np. kilkanaście dni kopać ziemię, a urobek wynosić w wiadrach do pobliskiego lasu, kiedy "krater" był już gotowy, wystarczyło tylko kilka telefonów do dziennikarzy oraz na Policję i "sensacja" i chwilowa "sława" gotowa... Otóż jak powstaje rzeczywisty krater meteorytowy: Widać że spora część materiału z wnętrza gruntu zostaje odrzucona na boki, a same brzegi krateru wystają nieco nad powierzchnię. Warto zauważyć, że w w większości nowych lub stosunkowo nowych kraterów można zauważyć w niecce charakterystyczne bruzdy — powstałe gdy materiał skalny zostanie wyrzucony z dużą prędkością. Takie bruzdy powstają zarówno w kraterach naturalnego pochodzenia, jak również w wyniku silnych wybuchów (np. jądrowych). Takie bruzdy widać w kraterze Barringer (Canyon Diablo w Arizonie), oraz w kraterze po teście jądrowym Sedan z lat 60. ub.w. A czy w Łotewskim "kraterze" widać takie struktury? NIE! Twórcy "krateru", chcąc dodać dramatyzmu sytuacji podpalili jakieś świństwa na dnie, tyle że meteoryty się nie palą. Owszem przelatując przez atmosferę ich zewnętrzne powłoki się nagrzewają, ale ten czas przelotu wynosi góra kilka sekund, natomiast wnętrze meteorytu jest przez jakiś czas po upadku zamarznięte "na kość", tj. nadal ma temperaturę taką jaka panuje w przestrzeni kosmicznej, rzędu kilku, góra kilkudziesięciu Kelwinów... W przypadku upadku meteorytu, zjawisko jego spadania widoczne byłoby nawet przez chmury — jako pojaśnienie; na dodatek możliwe są do usłyszenia też efekty akustyczne. Jednak tego typu upadki zdarzają się stosunkowo rzadko... Maleńkie i najczęściej spadające meteory są wielkości mniej więcej ziarenka piasku. Ulegają dezintegracji — jeszcze w górnych warstwach atmosfery — w widoczny pod mikroskopem pył meteorytowy, który spadać może potem powoli na ziemię. Ciekawostka: tenże pył meteorytowy można znaleźć nawet na... ludzkich włosach! Zjawisko meteoru z uwagi na zwykle jego niedużą jasność najlepiej obserwować w pogodną i najlepiej bezksiężycową noc... W pewnych porach roku zdarzają się roje meteorów, np. Perseidy latem, Leonidy zimą, wtedy można obserwować wzrost aktywności; niekiedy dość spektakularny (co najmniej kilkadziesiąt meteorów na godzinę) Co innego się dzieje gdy wpadnie do atmosfery większy "kamul", który może dotrzeć na powierzchnię Ziemi jako meteoryt — wtedy mamy do czynienia ze zjawiskiem bardzo jasnym meteoru, czyli bolidu. Są to SPEKTAKULARNE ZJAWISKA: ich jasność trudno porównać z innymi obiektami — nocą wielokrotnie przewyższają jasność nawet najjaśniejszych wizualnie gwiazd. Niektóre bardzo jasne bolidy, świadkowie porównywali z jasnością Księżyca, a nawet Słońca! Rzecz jasna jest to dość zgrubne porównanie, oparte bardziej na wrażeniach zmysłowych niż dokładnych pomiarach. Tak jasne bolidy widać nawet w... dzień — i jest wtedy duża szansa, że jakaś cześć/części „kosmicznego gościa” przetrwa przelot przez atmosferę i spadnie na ziemię. W odróżnieniu od krótkotrwałego zjawiska meteoru, ślad po bolidzie jest widoczny dłużej; w postaci rozpływającej się przez co najmniej kilkanaście minut smugi. Wielu świadków podczas przelotu słyszało efekty dźwiękowe, np. grzmot. Co ciekawe, meteory, a zwłaszcza bolidy można obserwować nie tylko wizualnie, ale i... radiowo! Przelatując przez atmosferę obiekt kosmiczny spręża silnie tuż przed sobą powietrze, rozgrzewając do wielu tysięcy °C — a więc przy okazji je jonizując. Pozostała po przelocie smuga gorącego zjonizowanego powietrza ma przez pewien czas wpływ na propagację i transmisję fal radiowych, co dawno zauważyli już np. krótkofalowcy. KONKLUZJA: Upadkowi obiektowi mogącemu spowodować powstanie kilkunastometrowej średnicy krateru (czyli takiemu jak na Łotwie), towarzyszyłoby spektakularne zjawisko bolidu, widoczne przez wielu niezależnych świadków nie tylko na Łotwie, ale też i w ościennych krajach, np.: na Litwie, Estonii, zachodniej Rosji, wschodniej Polski, północnej Białorusi... Tenże bardzo jasny bolid byłby bez trudu obserwowalny, zarówno w nocy jak i w dzień. Media donosiły o tym kraterze w dniu 25.X.2009... Owszem na str. Pracowni Komet i Meteorów http://www.pkim.org/?q=pl/node/1258 zarejestrowano fotograficznie w nocy z 22-23.X.2009 bolid, ale trudno powiązać go z tym Łotewskim. (na zdjęciu PKiM widać, że ślad się szybko urywa jeszcze w górnych warstwach atmosfery, czyli choć obiekt był nieco większy od typowego meteoru, nie przetrwał raczej przelotu)

A ja polecam Panom zapoznać się z materiałami, które można znaleźć na następujących stronach: SEREN Polska, Atom edu pl, IEA Świerk... ...niż pleść „$#$%&%*^%$$” o "Czarnobylu : : : pod wodą" Zejście 100 metrów pod wodę to niełatwa sztuka nawet dla doświadczonych nurków — wymagająca m.in. stosowania specjalnej mieszanki do oddychania w butlach.... Jednocześnie dźwiganie ładunku bomby spowodowałoby jeszcze większe zużycie mieszanki do oddychania przez nurka-terrorystę, która i tak zużywa się w dużo większych ilościach przy większym ciśnieniu wody na głębokości... Poza tym, sama konstrukcja reaktora będzie MUSIAŁA BYĆ bardzo wytrzymała — będzie przecież musiała wytrzymać ok. 11 atmosfer ciśnienia wody na tej głębokości — tego typu konstrukcje buduje się nawet z kilkakrotnym zapasem bezpieczeństwa i wieloma barierami ochronnymi. Eksplozja bomby głębinowej spowoduje IMHO takie same „szkody” jak słynny zamach terrorystyczny na francuską elektrownię Superphoenix dokonany przez niejakiego „Szakala” w latach 80. ub.w. — pociski z granatnika nie zdołały przebić obudowy reaktora...

W przypadku typowych przemian jądrowych występują zwykle neutrina i antyneutrina elektronowe (υe), prócz nich są jeszcze znane nauce jeszcze: mionowe (υμ) i taonowe (υτ) — wszystkie te cząstki elementarne znane z tego, że ULTRA NIKLE ODDZIAŁYWUJĄ z materią... Zwykle materia jest dla nich dosłownie "przeźroczysta" i to w takim stopniu, że nie tylko swobodnie przelatują przez np. ludzi, ale nawet i praktycznie wszystkie przez cała Ziemię! Tak więc zarówno w dzień i w nocy przelatują przez nas neutrina słoneczne (w nocy docierają do nas poprzez planetę). Bardzo rzadko obserwuje się wpływ neutrin na np. rozpad izotopów. Znane eksperymenty dotyczące wykrywania neutrin słonecznych, wykorzystywały następujące reakcje: 37Cl + υe → 37Ar + β— 71Gl + υe → 71Ge + β— we wszystkich tego typu eksperymentach otrzymywano 2-3 razy MNIEJSZĄ ilość rejestracji neutrin od przewidywanych teoretycznie, co tylko dowodzi jak bardzo trudno „złapać” neutrina. ?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!? A sprawa tych tajemniczych dziur... Z reguły okazują się one potem zrobioną przez okolicznych mieszkańców mistyfikacją — ang."hoax" — dla zwrócenia (choć na krótko) uwagi mediów na zapomniane zwykle miejsce lub miejscowość... Tak było ze słynnym swego czasu „kraterem meteorytowym” na Łotwie: Rzecz jasna od reguł bywają wyjątki, jednak w przypadku Gwatemali albo w Tyszowic, COKOLWIEK TO BYŁO nie mogłaby to spowodować np. elektrownia jądrowa po drugiej stronie globu i soczewkowanie neutrin... Łatwo sprawdzić, (np. globusem) że na antypodach Gwatemali jest... OCEAN INDYJSKI — gdzieś ok. 900 na południowy-zachód od Wyspy Bożego Narodzenia. Na antypodach okolic Tyszowic jest... POŁUDNIOWY ATLANTYK, też jakieś 900 km na północny-wschód od Wyspy Georgia Pd. i 2300 km od reszty Falklandów. ?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!? Neutrony szybkie są tuż po rozpadnięciu się jądra uranu, potem zwykle napotykając materię tracą swój impet (niekiedy mogą być pochłonięte przez jakieś jądro, lub je rozbić). Tak czy siak przygoda wolnego neutronu kończy się dość szybko; ze średnim czasem życia 886 sekund, kiedy przekształca się on w proton, elektron i antynuetrino elektronowe.

Z rodzajów promieniowania jonizującego cząstki alfa są najmniej przenikliwe — cząstki alfa o energii ~5 MeV (takie emituje Polon), mają zasięg: — 3,15 cm w powietrzu — 0,0047 cm (47 µm) w tkance (odpowiada to rzędowi kilku komórek) — zatrzymuje je nawet papier Polecam poniższą stronę na temat przechodzenia cząstek przez materię, a zwłaszcza symulator (AppletJavy) na jej końcu: http://www.if.pw.edu.pl/~fornal/bethe-bloch/Bethe-Bloch/index.html Jeśli chodzi zaś o neutrony, to woda spowoduje przede wszystkim bardzo szybkie ich wyhamowanie. Wyhamowanie neutronów następuje w wyniku tzw. ZDERZEŃ SPRĘŻYSTYCH, a zachodzi ono najwydajniej właśnie przy zderzeniach neutronów z nukleonami o najbardziej zbliżonej do nich masie — a akurat najbardziej zbliżoną mają do nich właśnie protony, czyli... jądra wodoru w cząsteczkach wody! Ponieważ woda naturalnie zawiera też pewną ilość deuteru, zdarza się więc że neutrony transmutują go w tryt. Jednak jest to bardzo rzadki proces. Zawartość deuteru w wodzie jest rzędu 0,012—0,016%... Podobne zalety miałaby również opisywana w tym dziale minielektrownia jądrowa, a na dodatek jej wydajność energetyczna byłaby wielokrotnie większa... By podgrzać litr, a więc tym samym kilogram wody o 1°C, należy dostarczyć jej 4186 J energii. Zatem zamiana w parę litra wody z temperatury pokojowej wymaga dostarczenia ok. 330000 J. Tym samym, aby zagotować taką ilość wody: — 1 gramem Polonu-210, potrzeba na to ~38 minut — 1000 W czajnikiem elektrycznym, potrzeba na to ~5,5 minuty — rozszczepieniem 0,000004 grama U-235 w ciągu... 1 sekundy! BTW: Zauważyłem, że na niniejszym forum została poruszona też przez inną osobę kwestia odpadów jądrowych z elektrowni... W słynnym Oak Ridge Nuclear Laboratory działa urządzenie zwane Spallation Neutron Source (SNS), w którym długożyciowe izotopy (np. aktynowce), transmutuje się w krótkożyciowe izotopy rozszczepiając je prędkimi neutronami. Konieczny czas przechowywania takich odpadów spada tym samym z ok. 100,000 lat do ok. 300 lat Na stronie KOPALNIA WIEDZY jeden z artykułów opisuje propozycję alternatywnego urządzenia, wykorzystującego fuzję termojądrową: http://kopalniawiedzy.pl/fuzja-rozpad-atomowy-reaktor-atomowy-odpady-6694.html Ustalmy ile takich odpadów zdoła wyprodukować przez 10 lat pracy np. taka elektrownia Hyperion, a ile klasyczna elektrownia węglowa o tej samej mocy? Reaktor Hyperion ma nastęujące parametry pracy: Sprawność: η = 36% Moc elektryczna: 27 MWe Moc cieplna: 75 MWth Czas pracy: 3650 dni ILE POTRZEBA PALIWA W REAKTORZE HYPERION NA 10 LAT PRACY? Dane: Przelicznik eV na J: 1 eV = 1,6022×10-19 J 1MW·d = 1,000,000 J/s × 86400 s = 8,64×1010 Rozszczepienie 1 jądra Uranu wyzwala ok. 200 MeV energii, czyli 3,20×10-11 J Ile energii wyzwoli rozszczepienie 1 grama U-235? Ponieważ jeden mol Uranu=235 to 235 g, zatem 1 gram Uranu zawiera 6,022×1023 / 235 = ~2,56×1021 atomów uranu, czyli tym samym jąder. Czyli: (3,20×10-11 J) × (~2,56×1021) = 8,21×1010 J (82 GJ) Zatem do wytworzenia mocy 1MW na dzień, trzeba zużyć 1,05 grama/dzień uranu-235, bo: (8,64×1010 J/s) / (8,21×1010 J) = 1,05 Jednak w rzeczywistości, by uzyskać moc 1MW·d trzeba W przypadku rekatorów PWR/BWR zużyć do tego nieco więcej, bo 1,25 grama U-235, a w przypadkyu reaktora typu Hyperion 1,533 grama Dlaczego? Objasnienie poniżej: ------------------------------------------------------------------------------------------- Trochę teorii z dziedziny fizyki reaktorowej (nigdy nie zaszkodzi) W praktyce należy uwzględnić fakt, że nie wszystkie jądra U-235 ulegają rozszczepieniu, w niektórych z nich dochodzi np. do tzw. wychwytu radiacyjnego, gdzie w wyniku reakcji (n, γ), przekształacja się w nierozszczepialny U-236: pz = 1,05 × (1 + α) gdzie współczynnik alfa to względne prawdopodobieństwo wystąpienia wystąpienia wychwytu i rozszczepienia; definiuje się go jako stosunek przekroju czynnego na wychwyt σc do przekroju czynnego na rozszczepienie σf: α = σc / σf Zgodnie z danymi podanymi na stronie: Dla reaktorów wykorzystujących do tzw. pracy neutrony „termiczne” (o energii rzędu zaledwie 0,025 eV), np. PWR, BWR α = 98 barnów*) / 584 barnów = 0,168 zatem: pz = 1,05 × (1 + 0,168) = 1,25 grama Natomiast dla reaktorów ykorzystujących do pracy neutrony „prędkie”, o energiach >1MeV, (np. (FBR czy Hyperion): α = 0,6 barna*) / 1,3 barna = 0,46 zatem: pz = 1,05 × (1 + 0,46) = 1,533 grama _______ *) barn (ang „stodoła”), nazwa wzięła się ponoć od okrzyku któregoś eksperymentatorów (z czasów "Projektu Manhattan"), który zauważył, że przekrój czynny uranu-235 jest „wielki jak stodoła”. Ponieważ promień jądra jest rzędu 10-12 cm, zatem powierzchnia tego przekroju to: 10-24 cm2 = 1 barn ------------------------------------------------------------------------------------------- Reaktor Hyperion zużywa więc 1,533 grama U-235 dziennie na każdy 1 MW; zatem przy wytwarzanewj mocy cieplnej: 75 MWth × 1,533 = 115 gramów U-235/dzień W ciągu dziesięciu lat pracy: 3650 dni × 115g = 419750 gramów paliwa = ~0,4 t!, które przekształca się w promieniotworcze izotopy będące fragmentami rozszczepionych jąder uranu. Prócz tego powstają też pewna ilość promieniotworczych izotopów transuranowych (aktynowce). MOŻNA WIĘC PRZYJĄĆ, ŻE ZATEM W TOKU 10 LETNIEJ PRACY TEGOŻ REAKTORA POWSTANIE MNIEJ NIŻ 1 TONA ODPADÓW RADIOAKTYWNYCH! Natomiast niecała 1 tona odpadów, to także roczna produkcja w dużym reaktorze o mocy 1000 MWe + 25 ton „wypalonego” paliwa, który można w razie potrzeby odzyskać (tzw. paliwo MOX) ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ A ILE POTRZEBA PALIWA W ELEKTROWNI O TAKIEJ SAMEJ MOCY OPALANEJ WĘGLEM? Reakcja chemiczna 1 atomu węgla z cząsteczką tlenu wyzwala ok. 3,65 eV energii, czyli 5,85×10-19 J Ile energii wyzwoli spalenie 1 grama węgla? Ponieważ jeden mol węgla to 12 g, zatem 1 gram zawiera 6,022×1023 / 12 = ~5,02×1022 atomów węgla. Czyli: (5,85×10-19 J) × (~5,02×1022) = 2,93×104 J (29 kJ) Zatem do wytworzenia mocy 1MW na dzień, trzeba zużyć prawie 3 Mg/d = 3 TONY węgla/dzień, bo: (8,64×1010 J/s) / (2,931×104 J) = 2944046 g Elektrownia węglowa o mocy termicznej 75 MWth × 3 tony węgla = 225 ton wegla/dzień Tak więc co około 8 dni musi przyjeźdżać pociąg z 30. wagonami węgla, każdy po 59 ton ładunku — po to by na bieżąco uzupełniać paliwo, [i[tymczasem w elektrowni jądrowej Hyperion uzupełnia się paliwo raz na 3650 dni[/i]. Bowiem w reaktorze jądrowym tej samej mocy wystarczy 0,000115 tony paliwa/dzień W ciągu dziesięciu lat pracy wyżej wymieniona elektrownia węglowa zużyje 821250 ton węgla. (0,82 MT węgla) = w sumie 464 wyżej wymienione pociągi! Poniżej podaję interpolacje danych za IEA, dot. odpadów z 3000 MWth = 1000 MWe elektrowni węglowej, która w ciągu 10 lat spala aż... 35000000 ton węgla! (35 MT węgla) 75 MWth elektrownia węglowa, w ciągu 10 lat pracy wytworzy, około: — 2100000 ton CO2 — 28000 ton SO2 — 5000 ton NOx — 18000 ton pyłów — 225000 ton popiołów ...te liczby „mówią same za siebie”

Tylko że już w szeregu promieniotwórczym U-238, występują izotopy znacznie bardziej aktywne od radu, np. Tor-234, czy Polon-210. Tenże Polon jest godny bliższemu się „przyjrzeniu” mu.... WPIERW JEDNAK TROCHĘ HISTORII ENERGII JĄDROWEJ W 1949 r. niejaki Frank Spedding zauważył już, że niektóre izotopy mają tak dużą aktywność, że wydzielają znaczne ilości ciepła. Jednym z przykładów takich izotopów jest wspomniany wcześniej na tym Forum, Pu-238: [quote name="„Żarzenie” się izotopu Plutonu-238' date=' pod wpływem własnej promieniotwórczości:&quot] (Źródło: Wikipedia) Izotop Plutonu wydziela 0,568 W ciepła/gram (dla przypomnienia: 1 gram Ra-226 wydziela 0,028 W/gram). Natomiast tenże F.Spedding zauważył iż Polon-210 wydziela samorzutnie aż 144 W ciepła/gram! (sic!). Zaproponował więc zbudowanie lekkiego silnika jądrowego opartym na Polonie-210, zdolnego chociażby... unieść samolot. A ZATEM REAKTOR NA U-235/U-238 „be”, REAKTOR NA Po-210 „cacy”? CZY ABY NA PEWNO??? Żeby zapewnić 70 MWth wystarczy więc do tego niecałe... 486 kg Po-210 (przy założeniu 100% wydajności przekazywania energii kinetycznej cząstek alfa czynnikowi roboczemu). Natomiast tej samej mocy klasyczny reaktor jądrowy waży wiele ton. Rzecz jasna, reaktor jądrowy oparty na Polonie, wymagałby co jakiś czas uzupełniania paliwa, gdyż inaczej już po 4,5 miesiącach pracy jego moc spadnie do połowy, a po kolejnym takim okresie do 1/4 pierwotnej mocy, itd. Problemem trudnym do rozwiązania w praktyce, byłoby możliwość sterowania mocą w razie potrzeby takiego reaktora opartego na naturalnym rozpadzie np.Po-210 — banalna rzecz do zrobienia w klasycznych reaktorach rozszczepiających U-235 — a przede wszystkim brak możliwości jego wyłączenia. Trzeba by wciąż odprowadzać całe ok.70 MW ciepło z samorzutnych rozpadów. W klasycznych reaktorach, też występuje ciepło z samorzutnych rozpadów (tzw. „ciepło powyłączeniowe”), ale stanowi ono jednak niewielki % mocy nominalnej (spadający na dodatek z czasem). Jednak jest pewien naprawdę DUŻY "+" dla Polonu... ...nie do przeoczenia jest jednak fakt, że produktem rozpadu Polonu-210 jest WYŁĄCZNIE STABILNY Ołów-206. CZY ZBUDUJEMY REAKTOR PO-210?! Niestety jest kolejny szkopuł — w naturalnym uranie powstaje jeszcze dużo mniej Polonu niż Radu; w jednej tonie uranu naturalnego (1 Mg), można znaleźć 74µg = 0,000074 grama tegoż Polonu!. Dla porównania: w tej samej 1 tonie naturalnego U-238, znajduje się nieco ponad 7 kg (tj. 7110 g) rozszczepialnego U-235. to jest prawie 100,000,000× WIĘCEJ OD POLONU! Istnieje inny sposób pozyskania Polonu: polega on na transmutacji (praktycznie) stabilnego Bizmutu-209 z pomocą neutronów w Bizmut-210, ten stosunkowo szybko (T1/2 = 5 dni), emitując cząstki beta–, przekształca się w żądany izotop Polonu. Jest to jednak sposób kosztowny i energochłonny, toteż na świecie produkuje się rocznie tą drogą bodajże góra 100g Po-210. Obecnie głównym zastosowaniem Po-210 jest w używanie go jako substancji inicjującej emisję neutronów w Berylu (tzw.inicjatory Po-Be). Wykorzystuje się je np. w badaniach jądrowych, pomagają w rozruchu nowych reaktorów jądrowych i stosuje się je w broni jądrowej również. (czego nie pochwalam) Poważniejszym problemem jaki stanowi Po-210 — prócz trudności jego otrzymania — to przede wszystkim jego radio- i chemiczna toksyczność; gdyby np. jakiś sposobem dostałby się do wnętrza organizmów chociażby pracowników takiej elektrowni... Efektowne i „rozdmuchane przez media” zabójstwo szpiega A.Litvinienki poprzez podanie mu tylko kilku µg Po-210 jest tego przykładem. Zatem praca przy takim Polonowym reaktorze byłaby potencjalnie bardzo szkodliwa, ponieważ Polon samoczynnie nagrzewa się do 500°C, a topi się już w połowie niższej temperaturze i łatwo przy tym paruje. Warto wiedzieć, że temperatura topnienia UO2, z którego są zbudowane pastylki paliwowe w klasycznych reaktorach mają temperaturę topnienia 2800°C, zaś temperatura we wnętrzu pastylki sięga góra 1600˘C (starszego typu; pełnej) lub ~1400°C (nowszego typu; z otworem w środku).

Tak, tylko, że tempo rozpadu takiego atomu uranu jest baaardzo powolny; dopiero średnie tempo rozpadu dużej ilości uranu-238 wynosi ok.12460 jąder na każdy gram uranu — a w tymże gramie jest jakieś ~2,53×1021 atomów (tj. liczba Avogadro / 238). Dlatego więc nawet z bardzo dużej ilości uranu powstaje ociupinka radu. To jest słynne doświadczenie Ernesta Ruthendorfa, który odkrył iż: 14-N + 4-He (cząstka α) → 17-O + 1-H (proton) Niestety w praktyce wykorzystanie promieniotwórczości jest mało wydajne. Aktywność radu wynosi 1 Ci, czyli 37,000,000,000 rozpadów/sekundę Chcąc wyprodukować 1 gram wodoru (ok.6,022×1023 protonów), tą metodą trzeba by poświęcić na to wiele, wiele tysięcy... lat albo dysponować GARGANTUICZNĄ ilością radu! Np. by móc produkować protony w tempie 1 grama/sekundę, trzeba by mieć jakieś 1,6×1013 gramów!!! (16 Mt radu!) [i to przy założeniu, że wszystkie emitowane cząstki [i]alfa[/i] zdołają transmutować azot] Nierealna ilość... Prościej byłoby zaprząc od razu samą energię emitowanych cząstek alfa do pracy. Energia jednej takiej cząstki wynosi 4,871 MeV = 7,8×10-13 J. Innymi słowy, by uzyskać moc 1 W - 1J/s wystarczy nam do tego 34,6 grama radu. Tym samym by uzyskać moc 70 MW mocy cieplnej (odpowiadającej mocy tejże minielektrowni Hyperion), trzeba by dysponować 2,4×109 gramami radu (2,4 Mt radu). Przepraszam, a nie prościej by było rozszczepić ZALEDWIE 0,00085 GRAMA URANU-235, by uzyskać taką samą ilość MOCY cieplnej?!

Jako źródło do Generatorów „RTG”, rad-226 ma dużo mniejszą wydajność od wspomnianych wcześniej radioizotopów; z uwagi np. na jego mniejszą aktywność właściwą: 1 gram Ra-226 ma aktywność 1 Ci; 1 gram Pu-238 = 17 Ci; 1 gram Sr-90 = 136 Ci Kolejną z przyczyn jest nikła zawartość % radu-226 w uranie, bądź radu-228 w torze (te 2. izotopy radu mają najdłuższe czasy T1/2; rzędu lat). W przypadku uranu, zawartość procentowa wynosi 0,00003% — tj. w jednej tonie czystego uranu (1 Mg) znajduje się ok. 0,33 grama radu! To uzmysławia jaki wielki trud włożyła Pani M.Skłodowska-Curie w jego ekstrakcję... (BTW: Rok 2011 został ogłoszony Jej Rokiem) Główną przyczyną jest to jednak, że Rad-226, będąc emiterem cząstek alfa, przekształca się w krótkożyciowe izotopy: Radon-222, Polon-218, Ołów-214, Bizmut-214, itd. (aż do stabilnego Ołowiu-206). Wśród wyżej wymienionych: Pb-214 i Bi-218 emitują zaś niepożądane w tego typu urządzeniach przenikliwe fotony gamma.

Dziękuję. Ups... - zapomniałem dodać opis: DSLR Sony A55 + Statyw. Teleobiektyw lustrzany MTO-500 f/8 + filtr neutralny szary ND-4×. Migawka 1/4000"; ISO 100 Filtr przyciemniający ND4× i szybkość migawki z trudem już wystarczały do zmniejszenia ogromnego blasku Słońca nawet tuż po świcie. DLATEGO TEŻ MIAŁEM PRZYGOTOWANY DODATKOWY FILTR: z prześwietlonej błony fotograficznej, która zmniejszałby potem dodatkowo ok.kilka tys. razy blask Słońca do bezpiecznego dla CCD aparatu poziomu. Dawno czekałem, na to zjawisko, więc się przygotowałem „conieco”... Niestety się nie przydał, bo się wkrótce potem u mnie pogoda „skitrasiła”.

Mnie jeszcze bardziej zaskakuje, to że w Układzie Słonecznym jest 168 znanych satelitów planet (i jeszcze więcej satelitów planetoid), a w przypadku planet TYLKO KSIĘŻYC ZIEMI MA podobne „rozmiary” kątowe jak Słońce, gdyż jest akurat ok. 400× mniejszy, a jednocześnie znajduje się ŚREDNIO ok. 400× bliżej od naszej Dziennej Gwiazdy. Wyliczyłem, że podobna sytuacja jest teoretycznie możliwa w przypadku obserwacji z „powierzchni” Saturna jednego z jego satelitów — Pandory — to jest to oczywiście tylko trygonometryczna dywagacja, gdyż satelita ów, ma kształt nie kuli, lecz nieregularnego „ziemnioka” , więc i tak nie byłby w stanie przesłonić sobą całkowicie tarczki 9,5× mniejszego kątowo tamtejszego Słońca. No i przede wszystkim, ten wyimaginowany obserwator nie miałby gdzie wylądować na nie posiadającym stałej powierzchni Saturnie... BTW: Przesyłam swoje zdjęcie z początkowej fazy zaćmienia ze stycznia 4, 2011 (później u mnie w Olkuszu już się całkiem pogoda zepsuła)

Bo Hyperion (której schemat przedstawiłem powyżej), to jest taka zminiaturyzowana elektrownia jądrowa, mniej więcej w skali 2% mocy typowej elektrowni jądrowej 3000 MWth/1000MWe. W przypadku faktycznie bezobsługowych radioizotopowych generatorów, głównym problemem jest pozyskanie dużych ilości WŁAŚCIWYCH izotopów... Reakcje rozpadu emitują dużo mniej energii od reakcji rozszczepiania ciężkich jąder lub syntezy lekkich jąder. Poza tym większość ze znanych izotopów, nie nadaje się do "RTG": z uwagi na emisję dużych ilości szkodliwych promieni gamma lub mają za długie lub za krótkie czasy półtrwania. W praktyce najczęściej wykorzystuje się: Pu-238 z T1/2=80 lat (emituje praktycznie tylko cząstki alfa), lub Sr-90 z T1/2=28 lat (emituje praktycznie tylko cząstki beta, ale ma 3 krótszą żywotność od Pu-238)