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 - лучшее предприятие ТЭК Украины

News image

По результатам общего совещания Кабинета Министров Украины и областной исполнительной власти, прошедшего в пятницу, 4 июня, в Запорожье, первый вице...

Проекты Еврокомиссии обсуждались на Запорожской АЭС

News image

Со 2 по 5 июня на Запорожской АЭС работали представители Еврокомиссии, МАГАТЭ, Министерства топлива и энергетики, ГП НАЭК «Энергоатом». Были п...

Новости с ЧАЭС:

Визит на Чернобыльскую АЭС

News image

Сегодня, 23 ноября, Чернобыльскую АЭС с ознакомительным визитом посетила делегация иностранных дипломатов, сотрудников посольств иностранных государ...

Игорь Грамоткин: «Наши предложения направлены на то, чт

News image

Об этом генеральный директор ГСП ЧАЭС сообщил в ходе расширенного заседания научно-технического совета, состоявшегося сегодня на станции. В заседани...

Германия готова продлить сроки службы АЭС на 10 лет

News image

Правительство Германии готово согласиться на продление на 10 лет сроков службы действующих в стране атомных энергоблоков. Информ...

Российский ТВЭЛ будет строить на Украине завод по производст

News image

Российский государственный концерн ТВЭЛ, который занимает около 17% мирового рынка ядерного топлива, признан победителем конкурс...

Начат 1-й этап освобождения 3-го блока от отработавшего топл

News image

13 августа на Чернобыльской АЭС начаты работы 1-го этапа освобождения третьего энергоблока от отработавшего ядерного топлива. За...

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...

Приоритет на Белене - привлечение западных инвесторов

News image

Болгарский премьер-министр Бойко Борисов надеется найти в лице канцлера Германии Ангелы Меркеля союзника, способного убедить кон...

На PFBR-500 установлена теплоизоляция главного корпуса

News image

Теплоизоляция (thermal baffle) была смонтирована внутри главного корпуса быстрого натриевого реактора PFBR-500 в Индии, пишет в ...

Игналинская АЭС намерена пересмотреть договор с подрядчиком

News image

Руководство Игналинской атомной электростанции (ИАЭС) намерено пересмотреть договор с основным подрядчиком - немецкой компанией ...

Хищения руководства «Гидропресса»

News image

Проверка установила, что в 2008 разрабатывая проектную документацию строительства энергоблоков атомной электростанции ОАО «СПБА...