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:

Всеукраинский открытый конкурс рефератов по ядерной эне

News image

С 13 по 14 января 2011 года в г. Киев состоялся финал ежегодного Всеукраинского открытого конкурса рефератов по ядерной энергетике и ядерной физике ...

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...

Новости с ЧАЭС:

Команда ЦТПК - победитель соревнований!

News image

20 августа в Славутиче, на базе ГПЧ-15, состоялись ежегодные соревнования по пожарно-прикладному спорту среди аварийно-пожарных дружин ГСП ЧАЭС. Цел...

Чернобыльская АЭС: реальная экономия бюджетных средств

News image

7 октября на Чернобыльской АЭС проводился международный научно-практический семинар “Управление пожарами в радиоактивно загрязненных местах, шахтах ...

На Балтийской АЭС начали работать над котлованами второго эн

News image

Глубина этих котлованов составляет четырнадцать метров и согласно плану, туда будет перемещено примерно 890,000 кубометров гру...

Президент Болгарии настаивает на скорейшем строительстве АЭС

News image

Президент Болгарии Георгий Пырванов продолжает настаивать на ускорении строительства второй атомной станции и считает данный про...

Олдбёрри продолжит работу до 30 июня 2011 года

News image

Компания Magnox получила разрешение регуляторов продолжить эксплуатацию блока №2 АЭС Олдбёри (Oldburry), передаёт Reuters ...

Чернобыльская АЭС сегодня

News image

На промышленной площадке выполняются регламентные работы по поддержанию блоков и объекта «Укрытие» в безопасном состоянии. Техно...

Астана призывает Вашингтон как можно скорее ратифицировать Д

News image

Казахстан рассчитывает на скорейшее присоединение США к Договору о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ), заявил в ...

Астана и Пекин заключили контракт на куплю-продажу концентра

News image

Долгосрочный контракт на куплю-продажу концентратов природного урана между нацкомпанией Казатомпром и Китайской гуандунской яд...

СХОЯТ ЗАЭС – безопасность и экологическая чистота

News image

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

Пуск реактора БН-800 на БАЭС позволит России вплотную подойт

News image

Французские парламентарии признают, что пуск реактора на быстрых нейронах БН-800 на Белоярской АЭС в 2014 году будет означать, ч...