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:

Чтобы на украинских АЭС повысить уровень безопасности,

News image

Если говорить об общей стоимости данного инвестиционного проекта, так она составляет один миллиард двести пятьдесят миллионов евро вместе с НДС, т...

Самое загадочное свойство природы

News image

Одной из интригующих тай вселенной, которое веками интересуют человечество – это невероятный феномен бытия как «время». Оно является одним из неопозна...

Новости с ЧАЭС:

К чрезвычайным ситуациям готовы!

News image

10 ноября в рамках комплексной тренировки руководящего состава государственного департамента - Администрации зоны отчуждения и зоны безусловного (об...

Семинар МАГАТЭ

News image

По предварительным оценкам этап окончательного закрытия и консервации ЧАЭС начнется в 2013 году и составит около 10 лет (до 2022 г.). Главная цель э...

Экспертная миссия МАГАТЭ: «Создание процессной системы управ

News image

27 октября в здании УТЦ в г.Славутиче, в рамках проекта технического сотрудничества, начала работу миссия МАГАТЭ „Создание проце...

И первая власть, и четвертая…

News image

— В Украине нельзя исправить что-то в отдельности. В Украине надо менять все. Весь подход, всю систему управления государством, ...

Белоруссия ликвидирует запасы высокообогащенного урана к 201

News image

Белоруссия согласилась ликвидировать имеющиеся у нее запасы высокообогащенного урана к 2012 году, сообщает в среду агентство Рей...

16 АЭС будут построены в Саудовской Аравии

News image

16 АЭС будут построены в Саудовской Аравии. Они рассчитывают, что 50% электроэнергии, к 2030 году будут проводиться на электрост...

28 апреля был подключён атомный блок №2 ЛАЭС и сейчас работа

News image

26 апреля этого года в седьмом часу по причине резкого снижения давления генератора был приостановлен турбогенератор №3 энергоб...

ИНКОТЕК КАРГО отгрузила 110 тыс. тонн оборудования для Кудан

News image

Компания ИНКОТЕК КАРГО провела отгрузку очередной партии оборудования для Куданкуламской АЭС, строительство которой ведется в ...

Россия попросила Индию заменить ей площадку под строительств

News image

Россия попросила правительство Индии предоставить ей под строительство новой АЭС другую площадку взамен ранее выделенного участк...

Плановая остановка энергоблока №1

News image

Для того чтобы провести плановые работы по ТО, был отключен и остановлен от энергосистемы Энергоблок №1 Ростовской АЭС. Конечно, м...