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:

Необходимое вещество для передачи генетической информац

News image

Все живые организмы состоят из клеток, клетки имеют сложное внутреннее строение. Одни из основных компонентом бактериальной клетки, является цитоплазм...

Ветераны отдыхают в «Глории»

News image

На Запорожской АЭС ветеранам Великой Отечественной войны оказывается особое внимание. Социальная политика станции направлена на то, чтобы пенсионе...

Новости с ЧАЭС:

Состояние атомных электростанций в Украине

News image

Важная роль в энергообеспечении Украины принадлежит атомным станциям. Пока альтернативы в Украине им нет. Так, в стране функционирует 4 атомных ста...

Чернобыльская АЭС: реальная экономия бюджетных средств

News image

13 октября персонал цеха ремонта и демонтажа Чернобыльской АЭС завершил изготовление очередной партии пеналов для отработавшего ядерного топлива (ОЯ...

Ядерное топливо скоро покинет Чернобыльскую АЭС

News image

После того как на Чернобыльской АЭС была прекращена выработка электроэнергии, то ее реорганизовали под специальное предприятие, ко...

Ривненская АЭС сделала мониторинг АСКУЭ

News image

Теперь всю электроэнергию, которая была произведена на Ривненской атомной электростанции, будут учитывать при помощи программы...

К проекту AP-1000 появились новые вопросы

News image

У проекта AP-1000, продвигаемого компанией Westinghouse , появились новые критики. Американский эксперт по атомным вопросам Арн...

Еврокомиссия - Украине

News image

3 июня на Чернобыльской АЭС состоялось совещание Наблюдательного Совета для Украины (USB) по программе INSC Европейской Комиссии...

Атомэнергопроект начал монтаж ловушки расплава на энергоблок

News image

ОАО Атомэнергопроект в понедельник приступило к монтажу устройства локализации расплава на втором энергоблоке Нововоронежской ...

Французские атомные либералы из GDF Suez создадут альянс для

News image

Ведущие европейские компании продолжают создавать альянсы с целью принять участие в программе по строительству АЭС замещения в С...

Правительство Украины одобрило возобновление соглашения с СШ

News image

Кабинет министров Украины одобрил проект соглашения (в форме обмена нотами) между правительствами Украины и США о возобновлении ...

Новая германская правящая коалиция отказала энергетикам в па

News image

Партия свободных демократов, ставшая младшим партнёром консерваторов в новом германском коалиционном правительстве, выдвинула ул...