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:

Есть три миллиарда кВтч электроэнергии в июле

News image

Коллектив Запорожской атомной электростанции продолжает бесперебойно выполнять планы по производству и отпуску электроэнергии, успешно и качественно...

На Запорожской АЭС стартовал новый проект

News image

На Запорожской АЭС стартовал новый проект Еврокомиссия – НАЭК «Энергоатом» - Национальный учебный центр для ремонтного персонала АЭС Украины. С 4 ...

Новости с ЧАЭС:

Заражение радиацией рыбы

News image

Большой шум поднялся после землетрясения магнитудой 9,0 на северо-востоке Японии. Как результат повреждений природной катаклизмы была зафиксирована се...

Ремонт легкой кровли объекта

News image

В рамках проекта стабилизации объекта «Укрытие» (ОУ) идет подготовка к началу физических работ по ремонту легкой кровли 13 мая началась програм...

Разработка проекта ВВЭР-ТОИ станет главной задачей для атомн

News image

Разработчики получили задание – сократить сроки построения серийного блока до сорока месяцев. Это позволит снизить стоимость ст...

Разведка ЧССР успешно охотилась за секретами Westinghouse

News image

Разведка социалистической Чехословакии охотилась за атомными секретами Westinghouse и других западных компаний. Среди её успех...

«ЧМЗ» запускает проект именно по оптимизации производства св

News image

«Чепецкий механический завод» на данный момент осуществляют два отраслевых проекта относительно внедрения производственной с...

Загрузка MOX-топлива в активную зону японского реактора Генк

News image

Загрузка MOX-топлива в активную зону японского реактора Генкай-3 отложена на неопределённый срок Начало загрузки кассет с MOX...

МАГАТЭ представит систему обучения персонала для белорусской

News image

Эксперты МАГАТЭ представят в Минске компьютерную обучающую систему для подготовки белорусского персонала, вовлеченного в ядерную...

Нововоронежская АЭС

News image

На строительной площадке АЭС-2, начаты бетонные работы над третьим ярусом оболочки внутренней защиты в здании реактора энергобло...

Westinghouse в темелинском тендере может проиграть только са

News image

Компания Westinghouse ощущает себя фаворитом тендера в Чешской Республике, а менеджеры CEZ называют американское предложение ...

Активист из Greenpeace на шведскую АЭС сбросил с параплана н

News image

Активист из экологической организации Гринпис в Швеции совершенно беспрепятственно на моторном параплане пролетел над АЭС Ringha...