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 выполнила плановое задание за февраль

News image

27 февраля 2011 г. в 12 часов 30 минут Запорожская атомная электростанция досрочно выполнила плановое задание по производству электроэнергии за февр...

Сотрудник Запорожской АЭС стал лауреатом премии Кабинет

News image

В преддверии Дня молодежи лауреатом Премии Кабинета Министров Украины за особые достижения молодежи в развитии Украины стал работник Запорожской АЭС...

Новости с ЧАЭС:

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...

Повышению безопасности труда на ЧАЭС – первоочередное в

News image

В здании учебно-тренировочного центра (УТЦ) в г.Славутич состоялась презентация курса обучения по безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. На ...

Физпуск четвертого энергоблока Калининской АЭС запланирован

News image

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

Проект Сапфир - полтонны урана и долгий полёт

News image

После распада СССР в Соединённые Штаты из Казахстана была вывезена партия оружейного урана. О том, как это происходило, рассказы...

Первая в России промышленная солнечная электростанция появит

News image

Правительство Ставропольского края и компания Хевел (совместное предприятие группы Ренова и госкорпорации Роснано ) подписа...

Блок Кайга-4 готов к физпуску

News image

Блок №4 АЭС Кайга в Индии готов к проведению физического пуска 27 ноября этого года, говорится в завтрашнем номере газеты Bus...

«АКМЭ-инжиниринг» планирует построить в Димитровграде энерго

News image

  Владимиром Петроченко было сделано заявление, как генеральным директором ОАО «АКМЭ-инжиринг», о том, что в число приоритетных з...

Немного про белорусские планы

News image

В планах Белоруссии принять участие в основании международного центра в сфере ядерной энергетики под покровительством МАГАТЭ.

Ровненская АЭС приступает к лицензированию нового типа росси

News image

Виссарион Ким, президент НАЭК «Энергоатом» сообщил, что с 2013-го года начинает осуществляться процесс лицензирования внедрени...

Президент Украины почтил память ликвидаторов Чернобыльской а

News image

26 апреля 2010 Президент Украины Виктор Янукович посетил Чернобыльскую АЭС и возложил цветы к Мемориалу Героям-ликвидаторам авар...