1.3.1 Reactors nuclears i aparells

Els reactors nuclears bàsics es fonamenten en el procés de fissió controlada de l'urani-235. Si els neutrons no es perden, la fissió d'un nucli dóna lloc a la inducció de la fissió de dos o més nuclis. En un reactor nuclear convencional, utilitzat per generar energia, el combustible està format per òxids d'urani que tenen un enriquiment per contenir aproximadament el 3% de $U^{235}$. Aquest enriquiment és necessari ja que el $U^{235}$ constitueix solament el 0.7% del $U^{238}$ que és l'isòtop natural i no fissionable.

Curiositat: Un procés de fissió bàsic és: $1 \, U^{235}$ + $1 \, n$ $\longrightarrow$ $1 \, Sr^{90}$ + $1 \, Xe^{143}$ + $3 \, n$

Els òxids d'urani estan situats en tubs de zirconi aïllats i formant un conjunt de tubs muntats a l'interior d'una estructura grossa d'acer (Fig. 1). L'aigua s'utilitza tant per refrigerar els dipòsits com per transferir aquesta energia a un generador de vapor. Aquest vapor és usat per al funcionament d'una turbina-generador elèctric.

Figura 1: esquema d'una central nuclear

Altres dispositius construïts artificialment que poden generar radiacions són els aparells de raigs X, els acceleradors de partícules i els explosius nuclears. De la mateixa manera que en els reactors, en aquests dispositius també és necessari interposar blindatges entre el seu entorn i la font radioactiva, amb un greu perill en el cas de les proves nuclears amb explosius. En aquest darrer cas no hi ha controls estrictes de protecció per als efectes nocius de les radiacions ionitzants en el medi ambient.

Per als aparells de raigs X, els acceleradors de partícules i altres dispositius de radiació que comporten un benefici social (per exemple exposicions necessàries per diagnòstics mèdics), existeix un sistema de protecció basat principalment en la limitació de la dosi absorbida anual per a l'exposició de les persones.

Curiositat: La unitat de la dosi absorbida en el SI és el Gray, $Gy$, absorció d'un Joule en una massa d'un quilogram