Приказ мту мвт от 14.01.2000 n 20 (ред. от 21.04.2000) о введении в действие инструкции в соответствии с письмом мту от 10.12.99 n 23-12/14404 (вместе с инструкцией по действиям сотрудников московской восточной таможни при выявлении и задержании источников ионизирующего излучения (иии) или товаров и транспортных средств с повышенным радиационным фоном)
или связанном состоянии в соответствии с
этим состоянием в более специфических
товарных позициях, относящихся к
химическим элементам или их соединениям.
Однако радиоактивные изотопы этих
элементов, полученные искусственно
(например, Be-10, F-18, Al-29, P-32, Mn-54), должны
рассматриваться как изотопы.
Некоторые
искусственно полученные химические
элементы (обычно с атомным номером выше 92,
или трансурановые элементы) действительно
не имеют фиксированного изотопного
состава, но этот состав изменяется в
соответствии с методом получения такого
элемента. В этих случаях невозможно
провести различие между химическим
элементом и его изотопами в соответствии с
примечанием 6.
Таким образом, данная
товарная позиция включает только те
изотопы, которые обладают свойством
радиоактивности (описано ниже); с другой
стороны, стабильные изотопы
классифицируются в товарной позиции
2845.
II) Радиоактивность
Некоторые
изотопы, имеющие нестабильные ядра, в
чистом состоянии или в форме соединений
испускают сложное излучение, производящее
химические или физические эффекты, такие
как:
1) ионизация газов;
2)
флюоресценция;
3) потемнение
фотографических пластинок.
Эти эффекты
позволяют обнаружить эти излучения и
замерить его интенсивность, используя,
например, счетчики Гейгера - Мюллера,
пропорциональные счетчики, ионизационные
камеры, камеры Вильсона, пузырьковые
счетчики, сцинтилляционные счетчики и
чувствительные пленки или пластинки.
Это и есть явление радиоактивности;
химические элементы, изотопы, соединения и
вообще вещества, обнаруживающие
самопроизвольное излучение, называют
радиоактивными.
III) Радиоактивные
химические элементы, радиоактивные
изотопы и их соединения; смеси и отходы,
содержащие эти продукты
(А) Радиоактивные
элементы
В данную товарную позицию
попадают радиоактивные химические
элементы, упомянутые в примечании 6(а) к
данной группе, а именно:
- технеций,
прометий, полоний и все элементы с более
высоким атомным числом, такие как астат,
радон, франций, радий, актиний, торий,
протактиний, уран, нептуний, плутоний,
америций, кюрий, берклий, калифорний,
эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий и
лауренсий. Эти элементы обычно состоят из
нескольких изотопов, которые все являются
радиоактивными.
С другой стороны,
имеются элементы, состоящие из смеси
стабильных и радиоактивных изотопов, такие
как калий, рубидий, самарий и лютеций (2805),
которые вследствие того, что радиоактивные
изотопы имеют низкий уровень
радиоактивности и составляют небольшой
процент в составе смеси, могут
рассматриваться как практически
стабильные и, таким образом, не попадают в
данную товарную позицию.
(Б)
Радиоактивные изотопы
К уже упомянутым
природным радиоактивным изотопам калия-40,
рубидия-87, самария-147 и лютеция-176 могут быть
добавлены уран-235 и уран-238, которые более
детально рассматриваются далее в разделе IV,
и некоторые изотопы таллия, свинца, висмута,
полония, радия, актиния или тория, которые
известны под названиями, отличающимися от
названий соответствующих элементов. Эти
названия скорее связаны с названием того
элемента, из которого они произведены
радиоактивным превращением.
Таким
образом, висмут-210 называется радием Е,
полоний-212 называется торием С" и актиний-228
называется мезоторием II.
Химические
элементы, которые обычно стабильны, тем не
менее могут становиться радиоактивными
после их бомбардировки частицами,
выходящими из ускорителя частиц (циклотрон,
синхротрон) и имеющими очень большую
кинетическую энергию (протоны, дейтроны),
или после поглощения нейтронов в ядерном
реакторе.
Трансформированные таким
образом элементы называют искусственными
радиоактивными изотопами. На сегодня их
известно около 500, из них около 200 уже
используются в практических целях. Кроме
урана-233 и изотопов плутония, которые будут
рассмотрены ниже, некоторые из наиболее
важных таких элементов следующие: водород-3
(тритий), углерод-14, натрий-24, фосфор-32,
сера-35, калий-42, кальций-45, хром-51, железо-59,
кобальт-60, криптон-85, стронций-90, иттрий-90,
палладий-109, йод-131 и 132, ксенон-133, цезий-137,
тулий-170, иридий-192, золото-198 и полоний-210.
Радиоактивные химические элементы и
радиоактивные изотопы самопроизвольно
переходят в более стабильные изотопы или
элементы.
Время, требуемое для того,
чтобы количество данного радиоактивного
изотопа уменьшилось вдвое по сравнению с
исходным, называется периодом полураспада,
или скоростью превращения данного изотопа.
Это время изменяется от долей секунды для
некоторых высокорадиоактивных
(короткоживущих радиоактивных) изотопов (0,3
x 10 (в степени -6) для тория С
(короткоживущего)) до миллиардов лет (1,5 х х 10
(в степени 11) лет для самария-147) и
представляет собой удобный исходный
критерий статистической нестабильности
рассматриваемых ядер. Радиоактивные
химические элементы и изотопы входят в
данную товарную позицию, даже если они
смешаны с другими радиоактивными
соединениями или нерадиоактивными
соединениями и материалами (например, с
отработанными облученными мишенями и
радиоактивным сырьем), при условии, что
удельная радиоактивность продукта больше
чем 74 беккереля/грамм (0,002
микрокюри/грамм).
(В) Радиоактивные
соединения; смеси и отходы,
содержащие
радиоактивные вещества
Радиоактивные
химические элементы и изотопы данной
товарной позиции часто используются в
форме соединений или продуктов, которые
"мечены" (т.е. содержат молекулы с одним или
более радиоактивными атомами). Такие
соединения также классифицируются в этой
товарной позиции, даже если они растворены,
или диспергированы, или смешаны
естественно или искусственно с другими
радиоактивными или нерадиоактивными
материалами. Эти элементы и изотопы также
классифицируются в данной товарной
позиции, будучи и в форме сплавов, дисперсий
или металлокерамики.
Неорганические
или органические соединения, химически или
другим образом состоящие из радиоактивных
химических элементов или радиоактивных
изотопов и их растворов, также попадают в
данную товарную позицию, даже если удельная
радиоактивность этих соединений или
растворов ниже 74 беккерелей/грамм (0,002
микрокюри/грамм); с другой стороны, сплавы,
дисперсии (включая металлокерамику),
керамические продукты и смеси, содержащие
радиоактивные вещества (элементы, изотопы
или их соединения), попадают в данную
товарную позицию, если их удельная
радиоактивность больше чем 74
беккереля/грамм (0,002 микрокюри/грамм).
Радиоактивные элементы и изотопы, которые
очень редко используются в свободном виде,
технически находятся в виде химических
соединений и сплавов. Кроме соединений,
делящихся и воспроизводящих химических
элементов и изотопов, которые будут
рассматриваться ниже в пункте IV с учетом их
характеристик и важности, наиболее
значимые радиоактивные соединения
следующие:
1) Соли радия (хлорид, бромид,
сульфат и т.п.), используемые в качестве
источника излучения для лечения раковых
заболеваний и для некоторых физических
опытов.
2) Соединения радиоактивных
изотопов, упомянутые в предыдущем пункте
(III) (Б). Искусственные радиоактивные изотопы
и их соединения используются:
а) в
промышленности, например, для радиографии
металлов, для измерения толщины
металлических листов, пластин и т.п.; для
измерения уровня жидкости в контейнерах,
недоступных для других методов; для
ускорения вулканизации; для инициирования
полимеризации или прививки некоторых
органических соединений; для производства
светящихся красок (смешанных, например, с
сульфидом цинка); для часовых циферблатов,
инструментов и т.п.;
б) в медицине,
например, для диагностики или лечения
некоторых болезней (кобальт-60, йод-131,
золото-198, фосфор-32 и т.п.);
в) в сельском
хозяйстве, например, для стерилизации
сельскохозяйственных продуктов, для
предотвращения прорастания семян, для
исследования применения удобрений или
поглощения их растениями, для создания
генетических мутаций с целью улучшения
видов и пород (кобальт-60, цезий-137, фосфор-32 и
т.д.);
г) в биологии, например, для
исследования функционирования или
развития некоторых животных и растений
(тритий, углерод-14, натрий-24, фосфор-32, сера-35,
калий-42, кальций-45, стронций-90, йод-31 и
т.д.);
д) в физических или химических
исследованиях.
Радиоактивные изотопы и
их соединения обычно поставляются в виде
порошков, растворов, нитей, игл или
пластинок.
Обычно они содержатся в
стеклянных ампулах, в полых платиновых
капиллярах, в трубках из нержавеющей стали
и т.п., запакованных в не пропускающие
радиоактивное излучение металлические
наружные контейнеры (обычно из свинца),
выбор толщины которых зависит от степени
радиоактивности изотопов. В соответствии с
некоторыми международными соглашениями на
контейнерах должен быть нанесен
специальный знак, дающий сведения об
изотопах, содержащихся в контейнерах, и
степени радиоактивности этих изотопов.
Смеси могут включать некоторые источники
нейтронов, образованные объединением (в
смеси, в сплаве, в комбинациях и т.п.)
радиоактивного элемента или изотопа (радия,
радона, сурьмы-124, америция-241 и т.п.) с другим
элементом (бериллием, фтором и т.п.) таким
образом, чтобы получить (гамма, n) или (альфа,
n) реакцию (введение гамма - фотона или альфа
- частицы соответственно и выделение
нейтронов).
Однако все сборные
источники нейтронов, готовые для введения в
ядерный ректор для инициирования цепной
реакции расщепления, должны
рассматриваться как компоненты реакторов
и, следовательно, их надо классифицировать
в товарной позиции 8401.
Микросферические
частицы ядерного топлива, покрытые слоями
углерода или карбида кремния,
предназначенные для включения в
сферические или призматические топливные
элементы, входят в данную товарную
позицию.
В эту товарную позицию также
включаются продукты, используемые как
люминофоры, в которых имеется небольшое
количество радиоактивных веществ,
добавленных с целью придания продуктам
самолюминесцентных свойств, при условии,
что результирующая удельная
радиоактивность больше чем 74
беккереля/грамм (0,002 микрокюри/грамм).
Из
радиоактивных отходов наиболее важные с
точки зрения вторичного использования
следующие:
1) Облученная или содержащая
тритий тяжелая вода: после различного
времени пребывания в реакторе часть
дейтерия в тяжелой воде превращается
поглощением нейтронов в тритий и таким
образом тяжелая вода становится
радиоактивной.
2) Отработанные
(облученные) топливные элементы (патроны)
обычно с очень высоким уровнем
радиоактивности главным образом
используются для целей извлечения
воспроизводящих или делящихся материалов,
содержащихся в них (см. ниже пункт IV).
IV)
Делящиеся и воспроизводящие химические
элементы
и изотопы и их соединения;
смеси и отходы,
содержащие эти
вещества
(А) Делящиеся и воспроизводящие
элементы и изотопы
Некоторые из
радиоактивных химических элементов и
изотопов, упомянутых в пункте III, имеют
большую атомную массу, например торий, уран,
плутоний и америций, ядра атомов которых
имеют особенно сложную структуру. Эти ядра
при воздействии субатомных частиц
(нейтронов, протонов, дейтронов, тритонов,
альфа - частиц и т.п.) могут поглощать эти
частицы, таким образом увеличивая степень
своей нестабильности до величины, когда они
становятся сами способными расщепляться на
два ядра с близкой по величине массой (или,
более редко, на три или четыре части). Это
расщепление освобождает значительное
количество энергии и сопровождается
выходом вторичных нейтронов. Этот процесс
известен как процесс расщепления, или
ядерного деления.
Только в очень редких
случаях расщепление происходит спонтанно
или под действием фотонов.
Вторичные
нейтроны, выделяющиеся во время
расщепления, могут вызвать вторичное
расщепление, которое, в свою очередь, также
создает вторичные нейтроны и т.д.
Повторение этого процесса многократно и
дает цепную реакцию.
Вероятность
расщепления обычно очень высока для
некоторых нуклидов (U-233, U-235, Pu-239), если
используются медленные нейтроны, т.е.
нейтроны со средней скоростью примерно 2,200
м/с (или с энергией 1/40 электронвольт (eV).
Поскольку эта скорость соответствует
примерно скорости молекул жидкости
(тепловое движение молекул), медленные
нейтроны также иногда называют тепловыми
нейтронами.
В настоящее время
расщепление, вызываемое тепловыми
нейтронами, является наиболее часто
используемым видом расщепления в ядерных
реакторах.
По этой причине термин
"расщепление" обычно используется для
описания изотопов, которые подвергаются
расщеплению тепловыми нейтронами, в
частности уран-233, уран-235, плутоний-239 и
химические элементы, которые содержат их, в
частности уран и плутоний. Другие нуклиды,
такие как уран-238 и торий-232, расщепляются
только под действием быстрых нейтронов, и
обычно эти изотопы считаются
воспроизводящими, а не делящимися.
"Воспроизводимость" объясняется тем, что
эти нуклиды могут поглощать медленные
нейтроны, давая таким образом возможность
образования плутония-239 или урана-233
соответственно, которые уже являются
делящимися изотопами.
Поскольку в
процессе расщепления выделяется очень
большое количество энергии (примерно 2 млн.
eV), в тепловых ядерных реакторах (с
замедленными нейтронами) эти нейтроны
должны быть замедлены в случае начала
цепной реакции. Это может быть достигнуто с
помощью замедлителей, т.е. продуктов с малой
атомной массой (такие как вода, тяжелая
вода, некоторые углеводороды, графит,
бериллий и т.п.), которые хотя и поглощают
часть энергии нейтронов при последующих
ударах нейтронов, но не поглощают нейтроны
сами по себе или поглощают их в очень
незначительной степени.
Для того чтобы
запустить и поддерживать цепную реакцию,
среднее число вторичных нейтронов,
образующихся при расщеплении, должно быть
больше, чем требуется для компенсации
потери нейтронов при их захвате другими
атомами, не приводящем к расщеплению.
Делящиеся и воспроизводящие химические
элементы указаны ниже:
1) Природный
уран
Уран в природном состоянии состоит
из трех изотопов: урана-238, который
составляет 99,28% всей массы, урана-235, который
составляет 0,71%, и незначительного
количества (около 0,006%) урана-234.
Следовательно, природный уран можно
считать как делящимся элементом (благодаря
содержанию урана-235), так и воспроизводящим
(благодаря содержанию урана-238).
В
основном уран выделяют из урановой смолки,
уранинита, отунита, браннерита, карнотита
или торбернита. Он также извлекается из
других вторичных ресурсов, таких как отходы
производства суперфосфата или отходы
золотодобывающих производств. Обычным
процессом является восстановление
тетрафторида с помощью кальция, магния или
электролизом.
Уран -
невысокорадиоактивный элемент, очень
тяжелый (удельная плотность 19) и твердый. Он
имеет блестящую серебристо - серую
поверхность, но темнеет в контакте с
кислородом воздуха, образуя оксиды. В
порошкообразном
