Тема: "Принцип роботи ядерного реактора"
ЗМІСТ
ядерних реакторів
РЕАКТОР РОЗМНОЖУВАЧ
теплових реакторів
СХЕМА РЕАКТОРА
ядерного ЕНЕРГІЯ
МЕХАНІЗМІ ядерного РЕАКЦІЙ
ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ
СХЕМА ланцюгової РЕАКЦІЇ
графік
ТЕРМО ядерного РЕАКЦІЯ
КЕРОВАНІЙ термоядерного синтезу
СХЕМА ТЕРМОЯДЕНОГО РЕАКТОРА
УРАН
ПЛУТОНІЙ
ядерних реакторів (атомні реактори), прістрій для здійснення керованоїядерної ланцюгової реакції розподілу. Перший ядерний реактор пущений у 1942 уСША (у СРСР у 1946). Розподіл ядер відбувається в актівній зоні реактора, уякій зосереджені Ядерне паливо, и супроводжується вівільненням значноїкількості енергії. Ядерні реактори розрізняють: по енергії нейтронів, Що віклікаютьРозподіл ядер (ядерні реактори на теплових, швидких и проміжніх нейтронах); похарактері розподілу ядерного палів (гомогенного и гетерогенні); повікорістовуваному сповільнювачі (графітові, водо-водяні ї ін.); по ПРИЗНАЧЕННЯ(Енергетичного, дослідніцькі) i т.д. Використовують для віроблення електрічноїенергії на атомних електростанціях и в ядерних силових установках атомнихсудів, для наукових досліджень, відтворення Ядерне паливо и т.д.
РЕАКТОР-РОЗМНОЖУВАЧ, ядерний реактор, у якому "спалювання"Ядерне паливо супроводжується Розширення відтворенням Вторинна палів. Уреакторі-розмножувачі нейтронів, Що звільняються в процесі розподілу ядерногоПаливо (напр., 239Pu), взаємодіють з ядрами поміщеного в реактор сировиниматеріалу (напр., 238U), у результаті утворили Вторинна Ядерне паливо (239Pu). У реакторі-розмножувачі типом бридерів відтворене и палів, Що спалюється,являютя собою ізотопі того самого хімічного елемента (напр., спалюється 235U,відтворюється 233U), у реакторі-розмножувачі типу реактор-конвертер - ізотопірізніх хімічніх елементів (напр., спалюється 235U, відтворюється 239Pu).
теплових реакторів, ядерний реактор, у якому гнітюче число розподілів ядерречовіні, Що поділяється, відбувається при взаємодії їхній з тепловиминейтронами. Ядерне паливо у тепловому реакторі служити 233U, 235U, 239Pu,241Pu. Тепловий реактор використовують для виробництва електроенергії,опріснення води, штучного одержания радіоактівніх речовін, при технічнихіспітах матеріалів и конструкцій и т.д.
ядерного ЕНЕРГІЯ (атомна енергія), внутрішня енергія атомних ядер, Щовіділяється при Деяк ядерних перетвореності. Використання ядерної енергіїзасновалося на здійсненні ланцюговіх реакцій розподілу Важко ядер и реакційтермоядерного синтезу легких ядер.
МЕХАНІЗМ РОЗПОДІЛУ ЯДЕР У Важко ядрах, поряд з великими силамиелектричного відштовхування, Що прагнуть розірваті ядро ​​на частіні, діють галізначні ядерні сили, Що утрімують ядро ​​від розпаду.
Під впливим погліненого нейтрона ядро ​​збуджується и почінаєдеформуватіся, здобуваючі вітягнуту форму. Воно розтягується Доті, Поки силивідштовхування половинок ядра не почінають переважаті над силами прітягання, Щодіють у перешійку. У результаті ядро ​​розрівається на двох частин (так назіваніосколки). Під дією кулоновського відштовхування осколки розлітаються Зішвідкістю, рівної 1/30 швідкості світла; одночасно віпускається віпромінюваннявісокої частоти. Велика частина віділюваної енергії припадати на кінетічну енергіюосколків.
ядерного ЛАНЦЮГОВА РЕАКЦІЯ Не всі ядра здатні до розподілу. Найбільше легкоподіляється ізотоп урану 23592U, Що складає 1/140 від більш розповсюдженогоізотопу 23892U. Цей Розподіл віклікається Як повільнімі (ПОВІЛЬНІНейтронів; нейтронів з енергіямі менше 100 кеВ . ), так и Швидко нейтронами (ШвидкіНейтронів, нейтрон з енергіямі Більше 100 кеВ), Що потрапілі в ядро. При кожнімакті розподілу ядра віпускається 2-3 нейтрона, Що у свою Черга можут віклікатіРозподіл інших ядер. У результаті вінікає Ядерна ланцюгова реакція. Вонасупроводжується віділенням велічезної енергії. При розподілі одного ядравіділяється близьким 200 Мев. При ПОВНЕ ж розподілі ядер, Що знаходяться в 1 мурану, віділяється енергія 2,3 * 104 квт В· ч. Це еквівалентно енергії, одержуваноїпри згорянні 3 т Вугілля або 2,5 т Нафтуся.
Керована реакція розподілу ядер вікорістовується в ядерних реакторах. Імовірністьзахоплення ядрами урану повільніх нейтронів з Наступний розподілом ядер у сотніразів Більше, Ніж швидких. Тому в ядерних реакторах, Що Працюють на природномуурані, вікорістовуються сповільнювачі нейтронів. Кращим сповільнювачемнейтронів є важка вода. Гарним сповільнювачем вважається кож графіт, ядраЯкого НЕ поглінають нейтронів. Ланцюгова реакція почінає йти, Як Тільки масаречовіні, Що поділяється, перевіщує якусь критичність масу. Керування реакторомздійснюється за допомог стріжнів, Щомістять кадмій або бор, Що є Гарньє погліначамі нейтронів.
Некерована ланцюгова реакція здійснюється в атомній бомбі. Для того, щобвідбувалося практично міттєве віділення енергії (ядерний вибух), реакціявинна йти на швидких нейтронах (без сповільнювачів). Вибухово речовіноюслужити чистий уран 23592U або плутоній 23994Pu.
Здатність до поділу залежних від Масі осколка
термоядерного РЕАКЦІЇ Віділення енергії при злітті ядер легких атомівдейтерію, трітію або літію з Утворення гелію відбувається в ході термоядернихреакцій. Ці реакції назіваються термоядерних, ТОМУ ЩО можут протікаті Лішепри Дуже високих температурах. У противному випадка, сили електричноговідштовхування НЕ дозволяють ядрам зблізітіся настількі, щоб Почаїв діяті ядернісили прітягання. Реакції ядерного синтезу є джерелом зоряної енергії. Цієї жреакції протікають при вибухо водневої бомби.
Здійснення керованого термоядерного синтезу на земли обіцяє людствановий, практично невичерпний джерела енергії. Найбільш перспективна в цьомувідношенні реакція злиття дейтерію и трітію. Економічно вігідна реакція Можейти Тільки при нагріванні реагуючіх речовін до температури порядку 108 До приВеликій густіні речовіні (1014-1015 часток у 1 дів3). Такі температури можутбуті досягнуті шляхом Створення в плазмі могутніх електричних розрядів. Основнітруднощі полягають у ТІМ, щоб утримають плазму настількі вісокої температури усередініустановки Протяг 0,1-1,0 с. Через нестійкість вісокотемпературної плазми ця задачаПоки залішається невірішеної, и Як промислове джерело ядерної енергії в Сейчас годинувікорістовуються Тільки реакції розподілу ядер.
КЕРОВАНІЙ термоядернихСИНТЕЗ (УТС), наукова проблема здійснення синтезу легких ядер з метою виробництваенергії. Рішення проблема буде досягнуть в плазмі при температурі Т> 108К і віконанні Лоусона крітерію (nt> 1014 див-3 В· с, де n - щільність вісокотемпературної плазми; t - годину утрімання її в сістемі).Дослідження проводяться в квазістаціонарніх системах (t> 1 з, n +> 1014 див-3) и імпульсніх системах (t ~ 10-8 з, n> 1022 див-3). Удерло (токамаки, стелараторів, дзеркальні Пастка и т.д.) утрімання иДіана плазми здійснюються в магнітніх полях різної конфігурації. Вімпульсніх системах плазма створюється при опроміненні твердої мішені (крупинкисуміші дейтерію и трітію) сфальцьованім віпромінюванням могутностей лазера абоЕлектрон пучків: при влученні у фокус пучка малих твердотільних мішенейвідбувається послідовність термоядерних мікровібухів. Рішення Проблеми УТСзабезпечен людство енергією практично на НЕОБМЕЖЕНИЙ Термін.
принципова схема термоядерного реактора в якому нагрів здійснюється задопомог лазера.
УРАН (лат. Uranium), U (чітається "уран"), радіоактівній хімічнийелемент з атомним номером 92, атомна маса 238,0289. Актиноїдів. Природний уран СкладаєтьсяІз суміші трьох ізотопів: 238U,99,2739%, з періодом напіврозпаду Т 1/2 = 4,51 В· 109 РОКІВ,235U, 0,7024%, з періодом напіврозпаду Т 1/2 = 7,13 В· 108 РОКІВ, 234U, 0,0057%, з періодом напіврозпаду Т 1/2 = 2,45 В· 105 РОКІВ. 238U(Уран-I, UI) i 235U(Актіноурана, Ас) є родоначальниками радіоакті...
