Cтраница 2
Реакторы заряжаются плутонием и ядерно-пассивным ураном-238. Энергия получается за счет деления ядер плутония, при этом часть образующихся нейтронов поглощается ураном-238, и он тои с превращается в плутоний. В реакторах этого типа образование нового плутония идет быстрее, чем деление исходного. Поскольку в процессе эксплуатации расходуется лишь небольшое количество урана-238, топливный голод таким станциям не угрожает. [16]
Азот медленно реагирует при нагревании с плутонием, но быстро с его карбидом с образованием нитрида состава PuN. Нитрид плутония получается также при действии аммиака на металл при 800 С, гидрид или трихлорид плутония - при нагревании до 600 и 905 С соответственно. Нитрид легко растворим в соляной и серной кислотах с образованием плутония ( III) и аммиака, гидролизуется теплым влажным воздухом и горячей водой. [17]
Цепная реакция в центральной части реактора протекает чрезвычайно интенсивно. Об этом свидетельствует хотя бы интенсивность потока быстрых нейтронов, равная 1014 нейтр / смгсек - наибольшая из полученных до сих пор. Эти нейтроны падают на оболочку из естественного урана. Часть из них отражается от нее и возвращается обратно в стержень, где используется на поддержание цепной реакции. Остальные нейтроны поглощаются ядрами 2 U, из которого состоит оболочка, и идут на образование плутония 2J9 Pii - Этот изотоп легко расщепляется и принимает далее участие в цепной реакции. [18]
Чтобы понять это, рассмотрим, что происходит с нейтронами, освобождаемыми в процессе деления, происходящем в центре большой массы урана. IMeAL Другими словами, вероятность захвата с последующим делением в уране 238 очень мала для нейтронов с энергией, меньшей 1 MeV. Большая часть нейтронов будет испытывать столкновения с ядрами урана, и таким образом нейтроны будут постоянно отдавать свою энергию во время этих столкновений. Любой захват нейтрона, который происходит при этих низких энергиях, является радиационным захватом с резонансным значением при 38 eV, а такой захват, как мы уже видели, ведет к образованию плутония. Это может быть сделано либо уменьшением содержания U 238 и увеличением U 235 в металле, либо использованием плутония вместо урана. По всей вероятности, были применены оба метода. Уран 235 и плутоний испытывают деление при захвате нейтронов всех энергий. Вероятность захвата с делением для этих веществ очень велика для медленных нейтронов и уменьшается по мере увеличения скорости нейтронов. Для успешного действия атомной бомбы количество вещества, испытывающего деление, должно быть по меньшей мере равно критической массе, отдельные части его должны быть приведены в соприкосновение в течение достаточно короткого промежутка времени ( порядка микросекунд), чтобы при взрыве бомбы освободилось наибольшее количество ядерной энергии. Величина критической массы зависит от формы бомб и природы материала, в которую она помещена. Эта оболочка или отражатель рассеивает те нейтроны, которые вылетают из материала, испытывающего деление. Было найдено, что лучшим материалом для оболочки является очень плотное вещество. Такая оболочка обладает двумя свойствами. [19]
Что представляет собой размножающий реактор. Его активная зона может не иметь замедлителя, ибо в нем находится почти чистый уран-235 или плутоний-239 и реакция идет на быстрых нейтронах. Внутри активной зоны образуется мощный поток быстрых нейтронов, которые вылетают за ее пределы, имея резонансные и более высокие скорости. Если в реакторах с естественным ураном такие скорости искусственно снижались, то здесь их успешно используют. Нейтроны, имеющие энергию резонансного захвата, очень эффективно поглощаются ядрами урана-238, которые превращаются в ядра плутония. В реззгльтате нового горючего образуется значительно больше, чем сгорает урана-235. Здесь из 25 нейтронов, получающихся при делении 10 ядер урана-235, в образовании плутония примет участие свыше 10 нейтронов, что говорит о гораздо более интенсивном процессе образования плутония. Создание размножающих реакторов исключительно важно не только для получения новых количеств горючего, но и для производства энергии, о чем будет идти речь ниже, в главе об атомной энергетике. [20]
Что представляет собой размножающий реактор. Его активная зона может не иметь замедлителя, ибо в нем находится почти чистый уран-235 или плутоний-239 и реакция идет на быстрых нейтронах. Внутри активной зоны образуется мощный поток быстрых нейтронов, которые вылетают за ее пределы, имея резонансные и более высокие скорости. Если в реакторах с естественным ураном такие скорости искусственно снижались, то здесь их успешно используют. Нейтроны, имеющие энергию резонансного захвата, очень эффективно поглощаются ядрами урана-238, которые превращаются в ядра плутония. В реззгльтате нового горючего образуется значительно больше, чем сгорает урана-235. Здесь из 25 нейтронов, получающихся при делении 10 ядер урана-235, в образовании плутония примет участие свыше 10 нейтронов, что говорит о гораздо более интенсивном процессе образования плутония. Создание размножающих реакторов исключительно важно не только для получения новых количеств горючего, но и для производства энергии, о чем будет идти речь ниже, в главе об атомной энергетике. [21]