Цепная реакция - деление
Cтраница 2
Рассмотрим механизм цепной реакции деления. При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны ( см. гл. Например, при каждом делении ядра урана 92U235 в среднем возникает 2 4 нейтрона. [16]
Для начала цепной реакции деления т U нужны тепловые нейтроны. [17]
Рассмотрим механизм цепной реакции деления. При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны ( см. гл. Например, при каждом делении ядра урана 92U236 в среднем возникает 2 4 нейтрона. [18]
 |
Аргоннский тяжеловодный реактор. / - активная зона. 2 - бетонная защита реактора со стенами толщиной Л. [19] |
В процессе цепной реакции деления, происходящей в ядерном реакторе, выделяется большое количество энергии, поэтому необходимо производить охлаждение реактора. [20]
Возможность осуществления цепной реакции деления и ее параметры определяются ядерно-физ. Влияние свойств среды можно изучать независимо, введя представление о бесконечной ( бесконечно протяженной) среде. При этом подразумевается, что нейтроны данного поколения исчезают как при поглощении с последующим делением ядра, так и в результате радиац. Вторичные нейтроны деления относятся к след, поколению. Время жизни нейтронов одного поколения весьма мало ( 10 э - 10 5 с в тепловых Я. [21]
В процессе цепной реакции деления урана в ядерном реакторе больше 85 % энергии выделяется в виде тепла. Поэтому атомную энергию приходится пока использовать в тепловой электрической станции с неизбежными потерями энергии при преобразовании тепла в пар, пара - в механическую энергию вращения турбины, движение турбины - во вращение электрического генератора. Людям, видимо, еще некоторое время придется мириться с тем, что самый мощный в природе источник энергии запряжен пока еще в старую телегу. Но ученые давно уже ищут способы преобразования атомной энергии непосредственно в электрическую, минуя все убыточные услуги промежуточных посредников. Многого из-за краткости времени им сделать не удалось, но некоторые пути, может быть не главные, уже наметились. [22]
 |
Схема деления изотопа урана U235. [23] |
Необходимым для цепной реакции деления ядер является условие, чтобы отношение числа вторичных нейтронов, продолжающих деление, к числу нейтронов, возбуждающих деление, было больше единицы. Для развития цепного процесса деления ядер необходимо, чтобы не было утечки вторичных нейтронов через поверхность куска вследствие большой длины их пробега. Поэтому масса урана не должна быть меньше некоторой критической величины, обеспечивающей достаточный объем куска. [24]
При определенных условиях цепная реакция деления может стать самоподдерживающимся процессом, который сопровождается выделением огромного количества энергии. Для поддержания цепной реакции необходимо, чтобы один из нейтронов, образующихся в результате деления, приводил бы к следующему делению. Критерием возможности того или иного хода процесса является эффективный коэффициент размножения & эфф который определяется как отношение числа нейтронов данного поколения к числу нейтронов предыдущего. В том случае, когда величина йэфф1, число нейтронов системе непрывно увеличивается со временем. Если & эфф 1, то число нейтронов остается постоянным. И если & ефф1, число нейтронов со временем уменьшается, постепенно приближаясь к нулю. Эти три режима соответственно называются надкритическим, критическим и подкритическим. [25]
В ней протекает цепная реакция деления. Теплота, выделяющаяся в твэлах, отводится непрерывно циркулирующим теплоносителем. [26]
При практическом осуществлении цепной реакции деления в атомных котлах с использованием урана в качестве ядерного горючего применяются специальные замедлители нейтронов, например тяжелая вода ( окись дейтерия) или графит. Для предохранения от утечки нейтронов наружу котел окружается толстым слоем отражателя, например графита. Условием для возникновения процесса являются критические размеры котла. Один из трансурановых элементов, плутоний J4Pu239, подобно изотопу урана 92U235, обладает способностью к делению иод влиянием нейтронов любых скоростей. [27]
Действие U233 в цепной реакции деления ядер аналогично действию U235 или Ри239 в производстве атомной энергии. Как показывают эти цифры, торий не является редким элементом и распространен не менее, чем свинец и молибден. Считают, что содержащийся в земной коре торий может дать большее количество энергии, чем уран и добываемое из недр земли топливо, вместе взятые. [28]
Реактор, осуществляющий цепную реакцию деления тяжелых ядер, является мощным источником электронных антинейтрино. Они рождаются в результате бета-минус распада ( см. реакцию 10.2.1) ядер, рождающихся в реакторе в процессах деления и поглощения нейтронов. Плотность потока антинейтрино на расстоянии порядка 10 метров 0 от активной зоны реактора может превышать 1013 см - 2с - 1 - это самые мощные потоки нейтрино, доступные экспериментаторам. [29]
С макроскопической точки зрения цепная реакция деления идет в среде, в которой наряду с уже известными нам процессами замедления, диффузии и поглощения ( см. гл. X, § 4) происходит процесс размножения нейтронов. Такая среда называется активной зоной. Важнейшей физической величиной, характеризующей интенсивность размножения нейтронов, является коэффициент kx размножения нейтронов в среде. [30]
Страницы: 1 2 3 4