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:

На энергоблоке № 6 Запорожской АЭС закончен плановый ср

News image

20 июня 2010 года в 18 ч. 32 мин. энергоблок № 6 Запорожской АЭС после окончания планового среднего ремонта подключен к энергосети. В течение рем...

На Запорожской электростанции добавлен новый программн

News image

Программно – технический комплекс – это оборудование, которое включает в себя регулятор мощности и ускоряет предупредительную защиту. Такое оборудов...

Новости с ЧАЭС:

Посол США в Украине Джон Теффт: «Я испытывал гордость,

News image

14 июня Чернобыльскую АЭС с ознакомительным визитом посетили Посол США в Украине Джон Теффт с супругой и Атташе по вопросам энергетики в Украине Вей...

Франция перейдет к использованию чистой энергетики

News image

Французские власти сообщили о намерении отказаться от использования атомной энергии, отдав предпочтение чистой энергетике. Как стало известно, фран...

Чтобы на украинских АЭС повысить уровень безопасности, были

News image

Если говорить об общей стоимости данного инвестиционного проекта, так она составляет один миллиард двести пятьдесят миллионов ...

Турция и Япония готовы возобновить переговоры относительно м

News image

Турция и Япония в скором времени могут вновь возобновить свои переговоры относительно двухстороннего сотрудничества в мирном атоме...

Полная переоценка проекта энергоблоков с реакторами ATMEA-1

News image

Французская ядерная корпорация Areva намерена провести полную переоценку проекта строительства двух энергоблоков с реакторами AT...

Конфликт между КНДР и США

News image

КНДР не принимает требования США и Южной Кореи о прекращении развития своей ядерной программы и требует полного признания их как о...

Российский проект АЭС большой мощности на данный момент отно

News image

Проект «АЭС-2006», который имеет водоводяной реактор с мощностью в 1200 Мвт, на данный момент реализуется в России, а именно н...

Индия постарается как можно быстрее разрешить проблему АЭС К

News image

Владельцы авто, наверняка замечают, что со временем внешний дизайн машины, приходит в негодность, покраска начинает трескаться....

Германские АЭС - время не ждёт

News image

В Германии есть вызывающая жаркие дебаты тема, от которой нельзя просто так отмахнуться. Сможет ли страна выполнить требовани...

Подводный модуль Flexblue составит сотни миллионов евро

News image

Стоимость одного подводного атомного модуля Flexblue с реактором мощностью от 50 до 250 МВт(эл.) составит несколько сот миллио...