Главная - Теория АЭС - Цепные реакции

Цепные реакции
АЭС - Теория АЭС

цепные реакции

Однако, если в ядро урана – 235 добавить один лишний нейтрон, то вновь образованное ядро оказывается в возбужденном состоянии (нейтрон добавил при попадании в потенциальную яму своих соседей несколько МэВ). Такое состояние является неустойчивым (радиоактивным). Один из путей перехода ядра из этого возбужденного состояния в более устойчивое состоит в том, что через очень небольшое время ядро распадается на два осколка. В ядрах–осколках соотношение между числом протонов и числом нейтронов нетипично для стабильных изотопов (природных ядер) нейтроны находятся в избытке. Ядра – осколки могут быть радиоактивными или испускать свои «лишние» нейтроны. В среднем в результате вторичных реакций радиоактивных ядер – осколков на одно распавшееся ядро урана появляются 2,5 нейтрона (от 2 до 4). Появление в результате распада ядер новых нейтронов обуславливает возможность осуществления положительной обратной связи: чем больше начальных нейтронов поглотится ядрами, тем больше произойдет распадов неустойчивых ядер, в результате этих распадов появляется еще большее количество нейтронов, которые опять поглощаются ядрами, а эти ядра в свою очередь распадаются на осколки, рождая еще большее количество нейтронов. Такая реакция носит название цепной разветвляющейся реакции. Цепь реакций может оборваться, если нейтрон покинет область, в которой имеются ядра урана, или если он будет поглощен каким-нибудь другим ядром. Первый из этих двух механизмов торможения цепной реакции используется в урановой – 235 или плутониевой – 239 ядерной бомбе. До приведения урана –235 в урановой бомбе в боевое состояние размеры уранового заряда велики. Поэтому нейтроны, образующиеся при самопроизвольных распадах ядер, не поглощаются другими ядрами урана а покидают область расположения урана. Цепная реакция гаснет, не успев развиться. С помощью обычного химического взрыва урановый заряд «обжимают» со всех сторон и удерживают под давлением короткое время. Размеры области, занятой ураном, становятся после «обжатия» достаточными для развития цепной ядерной реакции. За короткое время порядка 0,1 микросекунды часть ядер урана (примерно 1% от общего числа) успевает развалиться и выделить колоссальную энергию. Остальные атомы урана, не успев прореагировать, разлетаются вследствие возрастания температуры и давления. В урановой бомбе происходит неуправляемое выделение энергии.

Ученые научились управлять скоростью цепной ядерной реакции. Самым важным моментом здесь является то обстоятельство, что не все ядра – осколки разваливаются сразу. Те осколки, что разваливаются за время меньшее секунды, производят так называемые «мгновенные» нейтроны. Однако часть продуктов распада ядер урана в свою очередь распадаются с испусканием нейтронов только через ( – 100) секунд. При этих распадах появляется всего около = 0,7 % от общего количества нейтронов, (это касается только урана 235). Именно наличие этих «запаздывающих» нейтронов и дает возможность регулировать скорость цепной реакции. Важную роль в этом регулировании играет поглощение нейтронов ядрами некоторых атомов. Рядом с урановыми стержнями помещают стержни из материала, содержащего атомы кадмия, поглощающие нейтроны в сотни раз эффективнее, чем уран. Стержни можно механически перемещать и, таким образом, регулировать скорость течения цепной реакции. Если коэффициент размножения нейтронов от одного «поколения» к другому в зоне реактора обозначить К = 2,5

где – это доля «используемых» нейтронов, то «реактивностью» называют соотношение (К–1)/К. Если эта величина много меньше, чем , то нейтроны «размножаются» очень медленно и можно удобно и безопасно регулировать мощность реактора. При (К–1)/К = 0 мощность реактора остается на неизменном уровне.

Если же реактивность становится больше, чем , то в этом случае происходит очень быстрый (аварийный) подъём мощности реактора за счёт «мгновенных» нейтронов.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Новости с ЗАЭС:

Прошел Форум молодых атомщиков Украины

News image

С 12 по 14 декабря под девизом «Атомной энергетике – энергия молодых сердец», прошел традиционный форум молодых работников атомной энергетики «Акт...

Шестой энергоблок Запорожской АЭС отмечает 15-летний юб

News image

19 октября 1995 года в 4 часа 23 минуты подключили к энергетической системе Украины энергоблок № 6 Запорожской АЭС. С этого момента Запорожская ...

Новости с ЧАЭС:

О финансировании Чернобыльской АЭС

News image

Главной задачей ГСП ЧАЭС, наряду со снятием с эксплуатации энергоблоков ЧАЭС и преобразованием объекта «Укрытие» (ОУ) в экологически безопасную сист...

Чернобыльская АЭС делится опытом

News image

10 лет прошло с момента закрытия Чернобыльской АЭС. С тех пор станция первой в Украине идет по пути снятия с эксплуатации. При содействии МАГАТЭ и В...

Экология-2010

News image

13 апреля в Национальном выставочном центре, в павильоне «Наука» состоялось торжественное открытие XIII Международной выставки-я...

Запорожская АЭС - лучшее предприятие ТЭК Украины

News image

По результатам общего совещания Кабинета Министров Украины и областной исполнительной власти, прошедшего в пятницу, 4 июня, в За...

Kазатомпром разрывает свои обязательства

Казатомпром теперь предлагает всем держателям облигации утверждать единовременный отказ от всех определенных положений условий ...

Игналинскую АЭС решили «поломать»?

News image

Вчера была распространенна информация о том, что оппозиционеры решили  обратиться к Арвидасу Сякмокасу, главе Министерства энергет...

Физпуск четвертого энергоблока Калининской АЭС запланирован

News image

Физический пуск нового, четвертого энергоблока Калининской Атомная Электростанция запланирован на 16 сентября 2011 года, энергет...

Воинская часть по охране белорусской АЭС будет создана к нач

News image

Воинская часть по охране белорусской атомной электростанции будет создана в республике к тому времени, когда начнется строительс...

Концепция центра ARC с реакторами PRISM и сухой переработкой

News image

Концепция усовершенствованного центра ARC по переработке ОЯТ включена в состав программы Ecomagination , которая реализуется в ...

Белоруссия приглашает к сотрудничеству в области энергетики

News image

Президент Белоруссии Александр Лукашенко пригласил к сотрудничеству в области строительства энергетических объектов японскую ком...