Материал - замедлитель
Cтраница 1
Материал замедлителя должен быть выбран так, чтобы нейтроны теряли свою кинетическую энергию в результате упругого столкновения с атомами замедлителя. [1]
В качестве материала замедлителей нейтронов бериллий превосходит водород, дейтерий, графит и кислород. Кроме того, бериллий обладает способностью отражать нейтроны, что позволяет изготовлять из его отражатели ядерных реакторов, применение которых для экранирования зоны расположения ядерного горючего ( активной зоны), позволяет уменьшить размеры этой зоны. Использованию бериллия в качестве материала замедлителей и отража: телей, а также конструкционного материала содействуют также его стойкость против нейтронного облучения ( не изменяются размеры и свойства), отсутствие заметной наведенной радиоак-тивнос Т И, хорошая теплопроводность. [2]
Выбор графита в качестве замедлителя цепной реакции ядерного деления обусловлен различными соображениями. Материал замедлителя должен обладать следующими свойствами: 1) обеспечивать быстрое замедление нейтронов, образующихся при ядерном делении, до равновесных тепловых скоростей и 2) иметь малое эффективное сечение захвата нейтронов. Эффективное сечение графита принимается равным 0 0040 барн; его теоретический предел для углерода в графите составляет 0 0035 барн. [3]
Опасности возникают в результате радиоактивных процессов ядерного расщепления и распада радиоактивных материалов. Реакторы, топливо реакторов, материал замедлителя реактора, газообразные продукты деления, которые могут возникнуть, и некоторые строительные материалы, которые активируются в результате воздействия радиоактивного излучения, возникающего в процессе работы реактора, испускают данный вид излучения. [4]
 |
Гетерогенная система для получения цепной реакции. [5] |
Реактором называется устройство, в котором поддерживается управляемая цепная реакция. Существует много разновидностей реакторов, различающихся по рабочим энергиям нейтронов, по материалам замедлителя, по назначению. [6]
Поэтому в атомноэнергетическом хозяйстве, наряду с ядерными материалами, поглощающими нейтроны, имеют большое значение материалы, замедляющие нейтроны. Замедление нейтронов осуществляется через упругие соударения их с встречными ядрами. Поэтому материал замедлителя должен удовлетворять двум требованиям: его ядра не должны поглощать нейтронов и должны обладать малой массой, чтобы каждое соударение нейтрона с ними сопровождалось достаточно большой потерей кинетической энергии нейтрона. [7]
В качестве материала замедлителей нейтронов бериллий превосходит водород, дейтерий, графит и кислород. Кроме того, бериллий обладает способностью отражать нейтроны, что позволяет изготовлять из его отражатели ядерных реакторов, применение которых для экранирования зоны расположения ядерного горючего ( активной зоны), позволяет уменьшить размеры этой зоны. Использованию бериллия в качестве материала замедлителей и отража: телей, а также конструкционного материала содействуют также его стойкость против нейтронного облучения ( не изменяются размеры и свойства), отсутствие заметной наведенной радиоак-тивнос Т И, хорошая теплопроводность. [8]
Более важными в технологии котлов являются металлические и ионные кристаллы. Как уже было отмечено в разделе 3, на. Этот эффект особенно резко выражен в материале замедлителя. Каждый быстрый нейтрон в процессе замедления претерпевает множество упругих столкновений с атомами замедлителя, каждое из которых приводит к образованию быстрого иона отдачи. Ионы отдачи, как уже упоминалось, теряют большую долю своей энергии на ионизацию и возбуждение атомов, однако в конце своего пути будут сами претерпевать упругие соударения с атомами, вызывая их смещение и разрыв связей в молекулах. Скорость образования смещений при заданных условиях облучения будет малой по сравнению со скоростью разрушения гомополярных связей при ионизации, так как в первом случае значительно большая часть энергии теряется не при столкновениях с атомами, а на ионизацию и возбуждение. Поэтсму гомополярные соединения оказываются, вообще говоря, более чувствительными к излучению, чем ионные соединения или металлы. В котле предпочтительно использовать именно последние. [9]
В СССР получение бериллия электролизом расплавов улучшено использованием сменных катодов вместо катода - никелевого тигля, что позволяет отказаться от перекачивания всего электролита в другую емкость. После охлаждения до комнатной температуры катод вместе с металлом отмывают от основной массы электролита и осадок бериллия разделяют на две фракции по крупности, причем после отмывки щелочью, водой и азотной кислотой ( как описано выше) мелкую фракцию ( - 2 мм) как наиболее загрязненную дополнительно очищают. Бериллий после переплавки приобретает чистоту, удовлетворяющую требованиям использования его в атомных реакторах в качестве материала замедлителей нейтронов. [10]
В отличие от рентгеновской и электронографической аппаратуры аппаратура для нейтронографических структурных исследований изготовляется по индивидуальным проектам, так как число лабораторий, имеющих источники нейтронов, все еще невелико. Нейтронный источник представляет собой пучок нейтронов высокой энергии ( 1 - 2 МэВ), образующихся в результате ядерных реакций. Эти нейтроны проходят через специальное устройство, называемое замедлителем, и испытывают большое количество столкновений с материалом замедлителя, в процессе которых теряют часть своей энергии. В результате этих столкновений энергия нейтронов, вылетающих из замедлителя, обычно составляет 10 - 20 кэВ, что соответствует длинам волн Я, 1 - 2 А. [11]
Страницы: 1