Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 8. Атомное ядро

Энергия деления ядер урана

Ядерный реактор

2. Существует два типа ядерных реакторов — на медленных нейтронах (их ещё иногда называют тепловыми нейтронами) и на быстрых. В реакторах на медленных нейтронах ядерным горючим является В реакторах на быстрых нейтронах используется обогащённая смесь урана, содержащая не менее 15% . Особенность таких реакторов в том, что в них образуется большое количество плутония (от 0,6 до 1,5 кг на один килограмм урана), который, как и , является хорошим ядерным горючим. Возможный процесс производства плутония в ядерном реакторе приведён на рисунке 155.

Плутоний получается из изотопа при бомбардировке его нейтронами. При захвате нейтрона ядро урана-238 превращается в изотоп урана-239, который β-радиоактивен. β-Распад происходит с испусканием электрона и образованием элемента нептуния:

В результате β-распада нептуния образуется плутоний:

На рисунке 156 показана схема реактора на медленных нейтронах. Урановые стержни, запрессованные в стальные цилиндры, опускаются в воду или, в зависимости от конструкции, в графит, жидкий металл и др. Подобная среда является замедлителем нейтронов. Урановые стержни и замедлитель нейтронов составляют активную зону реактора. Масса каждого стержня значительно меньше критической, поэтому цепная реакция в каждом отдельном стержне произойти не может. Управление цепной ядерной реакцией осуществляется с помощью стержней, изготовленных из материалов, сильно поглощающих нейтроны (кадмий или бор). При введении стержней в активную зону, содержащую ядерное горючее, нейтроны поглощаются, и реакция деления подавляется; при выведении стержней реакция идёт интенсивнее.

Величиной, характеризующей размножение нейтронов в процессе ядерной реакции, считается коэффициент размножения нейтронов k, определяемый отношением числа высвободившихся нейтронов к числу нейтронов в предшествующем акте деления. Для нормального течения реакции эта величина должна быть чуть больше или равна единице (k ≥ 1).

Активная зона реактора окружена экраном-отражателем, который возвращает попавшие на него нейтроны в активную зону. Снаружи реактор окружают оболочкой, выполненной из бетона с железным наполнителем, для защиты окружающей среды и работающих на станции людей от радиоактивного излучения.

<<< К началу      Окончание >>>