Кадмиевые стержни
Cтраница 3
Скорость цепной реакции автоматически регулируется кадмиевыми стержнями, которые поглощают вторичные нейтроны. Когда скорость цепной реакции возрастает и возникает опасность взрыва, кадмиевые стержни вводятся в атомный реактор. Они поглощают вторичные нейтроны, и в результате скорость цепной реакции замедляется. Если же скорость цепной реакции уменьшается и возникает опасность ее прекращения, кадмиевые стержни выводятся из атомного реактора, увеличивая тем самым количество нейтронов. [31]
Отметим, что при делении ядер образуются нейтроны, которые могут бомбардировать другие ядра урана. Раз начавшись, реакция продолжается сама. Выделение энергии может тогда носить взрывной характер, как в случае атомной бомбы. И наоборот, ее можно контролировать, как в атомных реакторах: смешивают делящееся вещество с замедлителем - тяжелой водой или графитом, - который замедляет нейтроны и увеличивает, таким образом, вероятность их захвата другими делящимися ядрами. В реакторы вводят кадмиевые стержни, обладающие свойством поглощать нейтроны, что позволяет контролировать скорость этих цепных реакций. [32]
 |
Экспериментальный урановый реактор. [33] |
Активная зона и отражатель помещены в герметически закрытом железном баке, наполненном гелием для улучшения теплоотвода и предохранения от выгорания графита, температура которого доходит до 470 С. Для защиты от излучений реактор окружен бетонными стенками толщиной 320 см. Вода циркулирует между трубками с ураном и теплообменником под давлением 8 5 и 12 ат на входе и выходе. Она служит не только для охлаждения, но также наряду с графитом участвует в замедлении нейтронов. Скорость процесса регулируется стержнями из карбида бора, погружаемыми в активную зону, для чего служат специальные каналы в ней. Кроме того, имеются аварийные кадмиевые стержни, которые автоматически опускаются в активную зону и прекращают процесс в течение V60 сек. В реакторе имеется ряд каналов с отдельным охлаждением для ввода облучаемых объектов. [34]
Бориса Кид-рича в Винчи, недалеко от Белграда. Такой реактор состоит из цилиндрического бака с тяжелой водой ( замедлитель), в который помещены топливные элементы; поскольку он работает в докритическом режиме, то не имеет ни отражателя, ни защитного кожуха. Реактивность реактора регулируют, изменяя уровень тяжелой воды. Для обеспечения безопасной работы реактора служат кадмиевые стержни: вводя их в активную зону, можно прекратить цепную реакцию. [35]
На один затраченный нейтрон образуется 2 - 3 новых нейтрона, которые могут бомбардировать другие ядра урана и порождать все возрастающее деление ядер. Возникает цепная реакция деления ядер урана, что имеет место в атомной бомбе. Выделение энергии ( при распаде 1 г 23BU ее выделяется 7 5 - 1 07 кДж) в этом случае носит взрывной характер. Но эту реакцию можно регулировать, меняя число выделяющихся нейтронов. Достигается это в атомных реакторах, в которые вводят кадмиевые стержни, обладающие свойством поглощать нейтроны. В атомных реакторах цепные реакции деления ядер становятся управляемыми. [36]
Па один затраченный нейтрон образуется 2 - 3 новых нейтрона, которые могут бомбардировать другие ядра урана и вызывать все возрастающее деление ядер. Возникает цепная реакция деления ядер урана, что имеет место в атомной бомбе. Выделение энергии ( при распаде 1 г - 35U ее выделяется 7 5 - Ю7 кДж) в этом случае носит взрывной характер. Но эту реакцию можно регулировать, меняя число выделяющихся нейтронов. Достигается это в атомных реакторах, в которые вводят кадмиевые стержни, обладающие свойством поглощать нейтроны. В атомных реакторах цепные реакции деления ядер становятся управляемыми. [37]
Значительно более эффективным является помещение бомбардируемых мишеней в нейтронный газ, который образуется в так называемых ядерных реакторах, имеющих стенки, хорошо отражающие нейтроны. В этом случае вследствие беспорядочного теплового движения самих нейтронов вероятность осуществления акта взаимодействия между ядром и нейтроном значительно выше, чем в пучках. Не менее важным преимуществом такого способа осуществления ядерных реакций является возможность управления ими. Если в объем, в котором существует нейтронный газ, ввести или вывести из него тела, сильно поглощающие нейтроны ( например, кадмиевые стержни), то плотность нейтронного газа ( их число в единице объема) может быть изменена и тем самым интенсивность ядерной реакции контролируема. [38]
Однако, как нам известно, часть нейтронов уходит из реактора в окружающее пространство. Полностью пресечь это бегство нейтронов не удается, его можно лишь уменьшить, увеличивая размеры реактора. Однако это связано с рядом трудностей, в то же время количество необходимого урана возрастает при этом до десятков тонн, а графита - до тысяч тонн. Нужны были какие-то другие способы борьбы с рассеиванием нейтронов. Подобно тому как обычное зеркало отражает световые лучи, так и слой отражателя, окружающий реактор со всех сторон, отражает большую часть нейтронов. Очевидно, что если пустить цепную реакцию на самотек, то, раз начавшись, она развивалась бы дальше лавинообразно. Поэтому необходим какой-нибудь регулятор. Для управления ходом цепной реакции применяют контрольные кадмиевые стержни или стальные стержни с примесью бора. Как кадмий, так и бор интенсивно поглощают нейтроны. Поэтому при погружении контрольных стержней внутрь реактора сразу падает интенсивность протекания цепной реакции. Очевидно, что осуществление такой регулировки вручную было бы делом трудным и малонадежным. Реакция на все изменения в нормальной работе реактора должна быть чрезвычайно быстрой, а потому здесь обязательна автоматизация. [39]
Страницы: 1 2 3