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:

На Запорожской АЭС остановлен энергоблок №3.

В 02 часа 58 минут, 1 января 2012 г Запорожской АЭС произведено отключение от сети энергоблока № 3, с последующим капремонтом.Во время ремонта предусм...

Стратегических ядерных сил (СЯС) США находятся на гране

News image

Без сомнения можно сказать, что ядерные силы являются самыми сильными в природе.   Ядерные силы – это удерживающие протоны и нейтроны (нуклоны) в ядре...

Новости с ЧАЭС:

Чернобыльская АЭС сегодня

News image

На промышленной площадке выполняются регламентные работы по поддержанию блоков и объекта «Укрытие» в безопасном состоянии. Технологических нарушений...

ЧАЭС: подписан важнейший контракт

News image

Вчера, 3 апреля, на Чернобыльской АЭС подписан важнейший контракт на проведение подготовительных мероприятий, необходимых для начала работ по строит...

На НВО АЭС-2 прибыли первые части «сухой защиты»

News image

На строительную площадку, на территорию Нововоронежской АЭС-2, главный проектировщик и генеральный подрядчик – ОАО «Атомэнергопр...

Информация о выгорании в европейских EPR остаётся противореч

News image

Сведения о предполагаемых глубинах выгорания для европейских блоков с реакторами EPR остаются противоречивыми. В Великобритан...

Плавучая АЭС - уникальная станция малой мощности

News image

Балтийский завод Санкт-Петербурга принял заказ на строительство уникальной плавучей АЭС малой мощности «Академик Ломоносов». Нав...

С началом строительства АЭС экономика Бангладеш перейдет на

News image

Второго октября в Бангладеш прошло открытие строительной площадки самой первой в данной стране атомной станции под названием "Рупп...

Девять миллионов на дороге не валяются!

News image

Заключен договор между ГП «НЭК Укрэнерго» и ГСП ЧАЭС об использовании электрических технологических сетей для транзита электроэн...

СПбАэП после аварии

News image

СПбАэП после аварии на японской атомной станции Фукусима протестировал 3 Российские АЭС, после чего они разработали проект по по...

Могилевский завод Электродвигатель начал серийный выпуск дву

News image

Могилевский завод «Электродвигатель» начал серийный выпуск двух новых модификаций двигателей для атомных электростанций, сообщил...

В районе АЭС «Фукусима» было землетрясение

News image

На восточном побережье острова Хонсю было землетрясение с магнитудой 5,2. Из-за этого землетрясения тысячи людей остались без к...