Nuklearno inženjerstvo

Nuklearno inženjerstvo je grana inženjerstva koja se bavi primenom razlaganja atomskih jezgara (fisije) ili kombinovanja atomskih jezgara (fuzija), ili primenama drugih subatomskih procesa baziranih na principima nuklearne fizike. U potpolju nuklearne fisije, ono posebno uključuje dizajn, interakciju i održavanje sistema i komponenti poput nuklearnih reaktora, nuklearnih elektrana ili nuklearnog oružja. Ovo područje takođe obuhvata proučavanje medicinskih i drugih primena zračenja, posebno jonizujućeg zračenja, nuklearne bezbednosti, transporta toplote/termodinamike, nuklearnog goriva ili drugih srodnih tehnologija (npr. odlaganje radioaktivnog otpada) i problemi nuklearne proliferacije. Ovo polje takođe obuhvata i hemijsko inženjerstvo i elektrotehniku.

Profesionalne oblasti

Sjedinjene Države trenutno proizvode oko 18% svoje električne energije iz nuklearnih elektrana. Nuklearni inženjeri u ovoj oblasti uglavnom, direktno ili indirektno, rade u industriji nuklearne energije ili u nacionalnim laboratorijama. Trenutno istraživanje u industriji usmereno je na proizvodnju ekonomičnih i proliferaciono otpornih dizajnerski rešenja reaktora sa pasivnim bezbednosnim karakteristikama. Neke državne (nacionalne) laboratorije vrše istraživanja u istim oblastima kao i privatna industrija i u drugim oblastima kao što su nuklearna goriva i ciklusi nuklearnog goriva, napredni dizajn reaktora, i dizajn i održavanje nuklearnog oružja. Glavni kanal/izvor obučenog osoblja (vojnog i civilnog) za reaktorske objekte u SAD je Mornarički program za nuklearnu energiju, uključujući njegovu Školu za nuklearnu energiju u Južnoj Karolini.^[1][2][3] Predviđa se da će zaposlenost u oblasti nuklearnog inženjerstva porasti za oko devet posto do 2022. godine, kako bi se zamenili nuklearni inženjeri kojima predstoji penzija, osiguralo održavanje i ažuriranje sigurnosnih sistema u elektranama i unapredila primena nuklearne medicine.^[4]

• 
  Nuklearna elektrana^[5]
• 
  B-61 termonuklearno oružje^[6]

Nuklearna medicina i medicinska fizika

Medicinska fizika je važno polje nuklearne medicine; njena potpolja su nuklearna medicina, radioterapija, zdravstvena fizika, i medicinski imidžing.^[7] Visokospecijalizovana i kompleksna oprema, uključujući rendgenske aparate, MRI^[8][9][10] i PET^[11][12] skenere i mnoge druge uređaje pruža većinu dijagnostičkih mogućnosti savremene medicine - zajedno sa otkrivanjem suptilnih mogućnosti lečenja.

• 
  Rendgenski snimak lobanje muškarca
• 
  Snimak ljudske ruke magnetnom rezonantnom tomografijom (MRI)
• 
  PET skan napravljen pomoću skanera

Nuklearni materijali

Istraživanje nuklearnih materijala fokusira se na dve glavne teme, nuklearna goriva i modifikacije nuklearnih materijala izazvane zračenjem. Poboljšanje nuklearnih goriva je presudno za postizanje povećane efikasnosti nuklearnih reaktora. Studije efekata zračenja imaju mnogo svrhe, uključujući proučavanje strukturnih promena komponenata reaktora i proučavanje nano-modifikacije metala korišćenjem jonskih zraka ili akceleratora čestica.

• 
  Ruda uranijuma, glavna sirovina za nuklearno gorivo
• 
  Pelete nuklarnog goriva
• 
  Fokusirani jonski zrak

Radijaciona protekcija i merenje

Merenje zračenja je od suštinske važnosti za nauku i praksu zaštite od zračenja, ponekad poznato i kao radiološka zaštita. Time je obuhvaćena zaštita ljudi i životne sredine od štetnih uticaja nekontrolisanog zračenja.

Nuklearni inženjeri i radiološki naučnici su zainteresovani za razoj naprednijih sistema za merenje i detekciju jonizujućeg zračenja, i koriste se tim napretcima za poboljšanje tehnologija snimanja. Ove oblasti uključuju, između ostalog, dizajn detektora, proizvodnju i analizu, merenja osnovnih atomskih i nuklearnih parametara i sisteme radijacionog snimanja.

• 
  Moderni Gajger—Milerov brojač^[13]
• 
  Neutronski detektor^[14][15][16]
• 
  Scintilacioni detektor^[17][18] pored uraninita^{[19][20][21][22]}
• 
  Ručna alfa scintilaciona sonda pod kalibracijom
• 
  Ručni integralni merač sa jonskom komorom u upotrebi

Nuklearne inženjerske organizacije

• Američko nuklearno društvo
• Nuklearni institut (UK)
• Međunarodna agencija za atomsku energiju

Vidi još

• Atomska fizika
• Spisak nuklearnih reaktora
• Nuklearno gorivo
• Nuklearni materijal
• Nuklearna fizika
• Nuklearna energija
• Nuklearni reaktor
• Nuklearna renesansa
• Termalna hidraulika
• Fukušimska katastrofa
• Međunarodna skala za nuklearne incidente

Reference

1. „BSAST: Nuclear Engineering Technology”. Приступљено 17. 2. 2019.
2. „BS Degree in Nuclear Energy Engineering Technology at Thomas Edison State University”. www.tesc.edu. Архивирано из оригинала 15. 12. 2015. г. Приступљено 17. 2. 2019.
3. „Active [US Navy Ships] In Commission”. Архивирано из оригинала 5. 6. 2011. г. Приступљено 18. 10. 2011.
4. "Nuclear Engineers – Job Outlook" in Occupational Outlook Handbook, 2014–15. Bureau of Labor Statistics, U.S. Department of Labor
5. „World Nuclear Power Reactors 2007–08 and Uranium Requirements”. World Nuclear Association. 9. 6. 2008. Архивирано из оригинала 3. 3. 2008. г. Приступљено 21. 6. 2008.
6. Sublette, Carey (9. 1. 2007). „The B61 Bomb”. Nuclear weapon archive. Архивирано из оригинала 27. 2. 2009. г. Приступљено 9. 6. 2012.
7. Medical Physicist. American Association of Physicists in Medicine
8. McRobbie DW, Moore EA, Graves MJ, Prince MR (2007). MRI from Picture to Proton. Cambridge University Press. стр. 1. ISBN 978-1-139-45719-4.
9. Smith-Bindman R, Miglioretti DL, Johnson E, Lee C, Feigelson HS, Flynn M, . (jun 2012). „Use of diagnostic imaging studies and associated radiation exposure for patients enrolled in large integrated health care systems, 1996–2010”. JAMA. 307 (22): 2400—09. PMC 3859870 . PMID 22692172. doi:10.1001/jama.2012.5960.
10. Health at a glance 2009 OECD indicators. Health at a Glance. 2009. ISBN 978-92-64-07555-9. doi:10.1787/health_glance-2009-en.
11. Bailey, D.L; D.W. Townsend; P.E. Valk; M.N. Maisey (2005). Positron-Emission Tomography: Basic Sciences. Secaucus, NJ: Springer-Verlag. ISBN 978-1-85233-798-8.
12. Carlson, Neil (22. 1. 2012). Physiology of Behavior. Methods and Strategies of Research. 11th edition. Pearson. стр. 151. ISBN 978-0205239399.
13. Glenn F Knoll. Radiation Detection and Measurement, third edition 2000. John Wiley and sons. 978-0-471-07338-3.
14. Tsoulfanidis, Nicholas (1995). Measurement and Detection of Radiation (2nd изд.). Washington, D.C.: Taylor & Francis. стр. 467–501. ISBN 978-1-56032-317-4.
15. Yousuke, I.; Daiki, S.; Hirohiko, K.; Nobuhiro, S.; Kenji, I. (2000). Deterioration of pulse-shape discrimination in liquid organic scintillator at high energies. Nuclear Science Symposium Conference Record. 1. IEEE. стр. 6/219—6/221. ISBN 978-0-7803-6503-2. doi:10.1109/NSSMIC.2000.949173.
16. Kawaguchi, N.; Yanagida, T.; Yokota, Y.; Watanabe, K.; Kamada, K.; Fukuda, K.; Suyama, T.; Yoshikawa, A. (2009). Study of crystal growth and scintillation properties as a neutron detector of 2-inch diameter eu doped LiCaAlF6 single crystal. Nuclear Science Symposium Conference Record. IEEE. стр. 1493—1495. ISBN 978-1-4244-3961-4. doi:10.1109/NSSMIC.2009.5402299.
17. Duclos, Steven J. (1998). „Scintillator Phosphors for Medical Imaging” (PDF). Interface. 7 (2): 34—39. ISSN 1944-8783.
18. Dyer, Stephen A. (2001). Survey of Instrumentation and Measurement. Wiley-Blackwell. ISBN 978-0471394846.
19. Klein, Cornelis and Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual of Mineralogy, Wiley, 1985, 20th ed. 978-0-471-80580-9. стр. 307–308.
20. Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (ур.). „Uraninite”. Handbook of Mineralogy (PDF). III (Halides, Hydroxides, Oxides). Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. ISBN 978-0-9622097-2-7. Приступљено 5. 12. 2011.
21. Uraninite. Mindat.org
22. Uraninite. Webmineral.com

Literatura

• Gowing, Margaret (1964). Britain and Atomic Energy, 1939–1945..
• Gowing, Margaret, and Lorna Arnold. Independence and Deterrence: Britain and Atomic Energy, Vol. I: Policy Making, 1945–52; Vol. II: Policy Execution, 1945–52 (London, 1974)
• Johnston, Sean F. "Creating a Canadian Profession: The Nuclear Engineer, 1940–68," Canadian Journal of History, Winter 2009, Vol. 44 Issue 3, pp. 435–466
• Johnston, Sean F. "Implanting a discipline: the academic trajectory of nuclear engineering in the USA and UK," Minerva, 47 (2009), pp. 51–73
• Ash, Milton, "Nuclear reactor kinetics", McGraw-Hill, (1965)
• Bransden, BH; Joachain, CJ (2002). Physics of Atoms and Molecules (2nd изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-582-35692-4.
• Foot, CJ (2004). Atomic Physics. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850696-6.
• Herzberg, Gerhard (1979) [1945]. Atomic Spectra and Atomic Structure. New York: Dover. ISBN 978-0-486-60115-1.
• Condon, E.U. & Shortley, G.H. (1935). The Theory of Atomic Spectra. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-09209-8.
• Cowan, Robert D. (1981). The Theory of Atomic Structure and Spectra. University of California Press. ISBN 978-0-520-03821-9.
• Lindgren, I. & Morrison, J. (1986). Atomic Many-Body Theory (Second изд.). Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-16649-0.
• Cravens, Gwyneth (2007). Power to Save the World: the Truth about Nuclear Energy. New York: Knopf. ISBN 978-0-307-26656-9.
• Spencer Weart R. (2012). The Rise of Nuclear Fear. Cambridge, MA: Harvard University Press. ISBN 978-0-674-05233-8.-
• Raymond L. Murray: Nuclear Energy, Sixth Edition: An Introduction to the Concepts, Systems, and Applications of Nuclear Processes. Butterworth-Heinemann. 2008.  978-0-12-370547-1.

Spoljašnje veze