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:

Запорожская АЭС выработала 770 млрд.кВтч электроэнергии

News image

27 июля в 07 часов 40 минут 2009 года Запорожская АЭС выработала 770 млрд. кВтч электроэнергии с момента пуска первого энергоблока. Такие весомы...

СХОЯТ ЗАЭС – безопасность и экологическая чистота

News image

Запорожская АЭС получила лицензию государственного комитета ядерного регулирования Украины на ввод в опытно-промышленную эксплуатацию сухого хранили...

Новости с ЧАЭС:

Украина и ЕБРР сделали очередные шаги на пути строитель

News image

В Министерстве по вопросам чрезвычайных ситуаций и по делам защиты населения от последствий Чернобыльской катастрофы состоялась рабочая встреча ми...

Японцы создали беспилотное такси

News image

Японские специалисты планируют приступить к широкомасштабным тестированиям инновационных транспортных средств – беспилотных такси. Как стало извест...

Китай вновь не стал раскрывать сведений о запасах гражданско

News image

Китай вновь не стал раскрывать сведений о накопленном в этой стране гражданском плутонии. МАГАТЭ опубликовало 10 января 2011 ...

Дезактивация последствий аварии на Фукусиме

News image

В Японии выбрали участок, площадью в 4 гектара, для экспериментальной дезактивации слоев почвы, пораженных радиацией. В Минами-...

Литва будет обсуждать с послами НАТО и ЕС тему относительно

News image

  На Игналинской АЭС девятнадцатого сентября будет проходить выездное заседание комитета, который специализируется по иностран...

Есть три миллиарда кВтч электроэнергии в июле

News image

Коллектив Запорожской атомной электростанции продолжает бесперебойно выполнять планы по производству и отпуску электроэнергии, у...

Ростовская АЭС

News image

С начала ввода в эксплуатацию и по 23 апреля 2012 на энергоблоках Ростовской АЭС выработано 100 млрд кВтч электроэнергии. За пр...

На стройплощадку второй Ленинградской АЭС было доставлено об

News image

Было разгружено специальное оборудование спецавтотранспортом. То есть, было доставлено именно на площадку разгрузки и оставлен...

Французская Areva начала проверку своих атомных энергоблоков

News image

Французская ядерная корпорация Areva S.A. начала детальную проверку всех атомных энергоблоков своего производства в Германии пос...

Лицензию на строительство первого энергоблока Белорусской АЭ

News image

Лицензию на строительство 1-го энергоблока Белорусской АЭС планируют выдать пятнадцатого августа. Об этой информации заявил Владим...