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:

19 ноября 2009 года на Запорожской АЭС была проведена б

News image

Запорожская АЭС уделяет вопросу зарыбления Каховского водохранилища большое внимание и сегодняшняя акция по зарыблению проводилась Запорожской АЭС н...

На Запорожской АЭС подвели итоги работы станции за 8 ме

News image

4 сентября 2010 года на Запорожской АЭС состоялось совещание по подведению итогов работы станции за 8 месяцев и формированию задач до конца 2010 год...

Новости с ЧАЭС:

Японцы создали беспилотное такси

News image

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

Проблемами пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС

News image

Первое заседание Совета управляющих Центра Экология и здоровье состоялось в Европарламенте в Страсбурге. Как сообщил АСИ советник РАН, председател...

Ленинградская АЭС-2: подведены итоги работы в октябре

News image

На площадке строящейся Ленинградской АЭС-2 в октябре 2010 года продолжались плановые работы на первом и втором энергоблоках.

Индия готова растолковать закон о ядерном ущербе

News image

Правительство Индии согласилось пойти на уступки и смягчить толкование принятого в этой стране закона об ответственности за ядер...

«Атомэнергоремонт» в Забайкалье решил открыть филиал

News image

Между «АРМЗ» Урановым холдингом и «Атомэнергоремонтом» был подписан специальный договор.

Ростовская АЭС была признана как лучшее предприятие ТЭК, бла

News image

Ростовская АЭС смогла победить во всероссийском конкурсе под названием "Лучшие российские предприятия. Ответственность. Динамик...

НБК: Рабочие будни

News image

В настоящее время на площадке ЧАЭС в рамках контракта SIP 08-1-001 “Проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию нового бе...

Ленинградская АЭС

News image

Прошел последний этап по финальным работам в строительстве, монтаже, а так же электромонтаже деталей, которые задействованы в п...

Продление сроков службы германских АЭС - владельцы торопят,

News image

Владельцы германских АЭС торопят право-либеральное правительство страны с принятием решения по судьбе тех атомных блоков, которы...

Визит Первого вице-премьер-министра Украины на Чернобыльскую

News image

23 сентября Первый вице-премьер-министр Украины Андрей Клюев, исполняющий обязанности Министра МЧС Михаил Болотских и члены Межв...