Inżynieria nuklearna

Inżynieria jądrowa to dziedzina inżynierii zajmująca się zastosowaniem rozbijania jąder atomowych ( rozszczepienie ) lub łączeniem jąder atomowych ( synteza jądrowa) lub innymi procesami subatomowymi opartymi na zasadach fizyki jądrowej . W poddziedzinie rozszczepienia jądrowego obejmuje to w szczególności projektowanie, interakcję i konserwację systemów i komponentów, takich jak reaktory , elektrownie lub uzbrojenie . Dziedzina ta obejmuje również badania medycznych i innych zastosowań promieniowania , w szczególności promieniowania jonizującego , bezpieczeństwa jądrowego , transportu ciepła/termodynamiki , paliwa jądrowego lub innych powiązanych technologii (np. unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych ) oraz problemów związanych z rozprzestrzenianiem broni jądrowej . Dziedzina ta obejmuje również inżynierię chemiczną i elektrotechnikę .

Obszary zawodowe

Stany Zjednoczone obecnie wytwarzają około 20% swojej energii elektrycznej z elektrowni jądrowych. Inżynierowie jądrowi w tej dziedzinie na ogół pracują, bezpośrednio lub pośrednio, w energetyce jądrowej lub w laboratoriach krajowych . Obecne badania w branży są ukierunkowane na produkcję ekonomicznych i odpornych na proliferację projektów reaktorów z pasywnymi funkcjami bezpieczeństwa. Niektóre laboratoria rządowe (krajowe) prowadzą badania w tych samych obszarach, co przemysł prywatny, oraz w innych obszarach, takich jak paliwa jądrowe i jądrowe cykle paliwowe, zaawansowane projekty reaktorów i projektowanie i konserwacja broni jądrowej. Głównym rurociągiem/źródłem wyszkolonego personelu (zarówno wojskowego, jak i cywilnego) dla amerykańskich obiektów reaktorów jest Program Energii Jądrowej Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych, w tym jego Szkoła Energii Jądrowej w Karolinie Południowej. Przewiduje się, że zatrudnienie w inżynierii jądrowej wzrośnie o około dziewięć procent w roku 2022 w miarę potrzeb do zastąpienia emerytowanych inżynierów jądrowych, zapewnienia konserwacji i aktualizacji systemów bezpieczeństwa w elektrowniach oraz do rozwoju zastosowań medycyny nuklearnej.

  • Nuclear powerplant

    Elektrownia atomowa

  • B-61 thermonuclear weapon

    Broń termojądrowa B-61

Medycyna jądrowa i fizyka medyczna

Fizyka medyczna jest ważną dziedziną medycyny nuklearnej; jej poddziedziny obejmują medycynę nuklearną , radioterapię , fizykę zdrowia i diagnostykę obrazową . Wysoce wyspecjalizowany i skomplikowany sprzęt, w tym aparaty rentgenowskie , skanery MRI i PET oraz wiele innych urządzeń, zapewnia większość możliwości diagnostycznych współczesnej medycyny - wraz z ujawnianiem subtelnych opcji leczenia.

  • X-Ray image of a male skull

    Zdjęcie rentgenowskie męskiej czaszki

  • Magnetic Resonance Imaging (MRI) scan of a human head

    Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (MRI) ludzkiej głowy

  • PET scan taken with an ECAT Exact HR+PET scanner

    Skan PET wykonany skanerem ECAT Exact HR+PET

Materiały jądrowe

Badania materiałów jądrowych koncentrują się na dwóch głównych obszarach tematycznych, paliwach jądrowych i modyfikacji materiałów jądrowych wywołanej napromieniowaniem. Udoskonalenie paliw jądrowych jest kluczowe dla uzyskania zwiększonej sprawności reaktorów jądrowych. Badania skutków napromieniowania mają wiele celów, w tym badanie zmian strukturalnych elementów reaktora i badanie nanomodyfikacji metali za pomocą wiązek jonów lub akceleratorów cząstek .

Ochrona przed promieniowaniem i pomiary

Pomiar promieniowania ma fundamentalne znaczenie dla nauki i praktyki ochrony radiologicznej , zwanej niekiedy ochroną radiologiczną, czyli ochrony ludzi i środowiska przed szkodliwym działaniem niekontrolowanego promieniowania.

Inżynierowie jądrowi i radiolodzy są zainteresowani opracowaniem bardziej zaawansowanych systemów pomiaru i wykrywania promieniowania jonizującego oraz wykorzystaniem tych postępów do udoskonalenia technologii obrazowania; obszary te obejmują między innymi projektowanie, wytwarzanie i analizę detektorów, pomiary podstawowych parametrów atomowych i jądrowych oraz systemy obrazowania promieniowania.

Organizacje inżynierii jądrowej

Zobacz też

Dalsza lektura

  • Ash, Milton, „Kinetyka reaktora jądrowego”, McGraw-Hill, (1965)
  • Gowing, Małgorzata. Wielka Brytania i energia atomowa, 1939–1945 (1964).
  • Gowing, Margaret i Lorna Arnold. Niezależność i odstraszanie: Wielka Brytania i energia atomowa, tom. I: Tworzenie polityki, 1945–52 ; Tom. II: Realizacja polityki, 1945–52 (Londyn, 1974)
  • Johnston, Sean F. „Tworzenie kanadyjskiego zawodu: inżynier jądrowy, 1940–68”, Canadian Journal of History, zima 2009, tom. 44 Wyd. 3, s. 435–466
  • Johnston, Sean F. „Wszczepienie dyscypliny: akademicka trajektoria inżynierii jądrowej w USA i Wielkiej Brytanii”, Minerva, 47 (2009), s. 51–73

Linki zewnętrzne

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Nuclear_engineering&oldid=1127425485 ”