Экраном, надежно защищающим человека от потока заряженных частиц и гамма-лучей, лучше всего может служить свинец. Но для нейтронов даже толстые свинцовые листы не преграда. Зато эти частицы очень сильно поглощаются ядрами атомов некоторых элементов: кадмия, гафния, гадолиния. Тоненькая пластинка из этих металлов преграждает путь почти всем нейтронам. Из этих же металлов можно делать и регулирующие стержни, и устройства для аварийной защиты в атомных реакторах.
А вот бериллий способен замедлять нейтроны, не поглощая их. Отражая нейтроны, он возвращает их в активную зону реактора, что позволяет в несколько раз уменьшить размеры этой зоны, а также увеличить рабочую температуру в ней. Все это повышает эффективность использования ядерного горючего.
Однако в реакторах на быстрых нейтронах бериллий использовать нельзя, так как он замедляет нейтроны. Здесь отражателем их служит обычно цирконий. Удивительное «равнодушие» циркония к нейтронам было предсказано теоретиками еще в 1947 году. Но этот металл стал важнейшим для атомных станций далеко не сразу. Дело в том, что у него есть химический двойник — гафний, который почти не отличается от циркония по всем своим химическим свойствам. Отделить цирконий от гафния, сопутствующего ему в природе чрезвычайно трудно. А гафний является как раз сильным поглотителем нейтронов. Когда научились разделять цирконий и гафний, мировое производство циркония стало расти невиданны ми темпами: так, с 1949 по 1959 год оно выросло в 1000 раз! Это не удивительно: он очень устойчив против коррозии, а плавится лишь при 1850°С. В последнее время редкие металлы все больше применяются в различных отраслях промышленности, ознакомится с новинками применения и использования этих металлов можно если регулярно читать новости производства РФ и мира.
Все это делает его незаменимым при создании различных конструкционных элементов атомных двигателей. Из циркония изготовляют и «одежду», предохраняющую от коррозии урановые пластины или цилиндры в атомном реакторе, и трубы охлаждения реактора на атомных электростанциях, атомоходах и т. п. Однако кроме редких и дорогих металлов в атомной промышленности широко применяется и углеродистая сталь марки которой отностительно дешевы.
Драгоценные отходы. В результате деления ядер горючего образуется несколько радиоактивных элементов. Эта «драгоценная зола» обладает очень сильной радиоактивностью. Достаточно сказать, что каждый ее килограмм эквивалентен по интенсивности своего излучения 2 т радия!
Радиоактивные вещества широко применяются в современной науке, промышленности, медицине как источник проникающих излучений. С их помощью лечат раковые опухоли, стерилизуют лекарства и медицинские препараты. Химики и биологи используют их в качестве «меченых атомов», благодаря которым удается проследить пути химических веществ в живых организмах и неживой природе. Радиоактивные вещества помогают просвечивать массивные детали из металла, бетона и других непрозрачных материалов. В химической промышленности они ускоряют полимеризацию многих органических веществ. Стронций-90 с успехом используется для создания атомных электрических батарей, питающих аппаратуру космических ракет, искусственных спутников Земли, автоматических метеорологических станций и других устройств. Химические батарейки работают не более полугода, атомные же бесперебойно служат не менее пяти лет.
Небольшая «таблеточка» плутония с атомным весом 238 способна снабжать энергией биоэлектростимулятор сердца в течение целых 25 лет. Для вживляемого в организм человека аппаратика это очень важно.
Некоторые радиоактивные изотопы обычно стабильных в природе элементов получают в атомных реакторах искусственно. Например, кобальт-60. Под действием мощного потока нейтронов в атомном реакторе природный нерадиоактивный кобальт-59 превращается в очень сильно радиоактивный изотоп— кобальт-60, который излучает мощный поток гамма-лучей. Достаточно сказать, что всего 17 г этого вещества дают излучение такой же интенсивности, что и килограмм радия! Период его полураспада 5,3 года. С его помощью просвечивают всевозможные непрозрачные детали машин и механизмов. Небольшое количество дешевого радиоактивного кобальта заменяет на производстве громоздкие, сложные и дорогие рентгеновские установки. Кобальт-60 с успехом применяется везде, где нужен компактный, но мощный источник проникающих гамма-лучей, например для облучения раковых опухолей.