§ 54. Ядерный реактор. Ядерная энергетика

Какую реакцию называют цепной ядерной реакцией?

В каких условиях возможна управляемая ядерная реакция?

1. Впервые управляемая цепная реакция деления ядер урана была осуществлена в 1942 г. в США под руководством итальянского физика Энрико Ферми (1901 —1954). В 1946 г. ядерный реактор был запущен и в нашей стране. Руководил работой выдающийся российский учёный Игорь Васильевич Курчатов (1903—1960).

Схема энергетической установки с ядерным реактором изображена на рисунке 140.

Схема энергетической установки с ядерным реактором

Основной частью ядерного реактора является активная зона. В ней находятся урановые стержни — ядерное горючее и замедлитель нейтронов для регулирования скорости протекания реакции.

Энергия, выделяющаяся в ходе ядерной реакции, отводится теплоносителем. В зависимости от конструкции ядерного реактора в качестве теплоносителя может использоваться обыкновенная вода или какой-либо жидкий металл.

Для уменьшения утечки нейтронов активную зону реактора окружают отражателем нейтронов, который возвращает их в активную зону. За отражателем располагается защитная оболочка из металла и бетона, которая предохраняет окружающую среду от радиации.

Управление цепной ядерной реакцией осуществляется с помощью управляющих стержней, вводимых в активную зону реактора. Их изготавливают из веществ, которые хорошо поглощают нейтроны. Высота погружения стержней в активную зону может регулироваться.

Перед началом работы реактора стержни полностью вводят в его активную зону. При этом поглощается значительная часть нейтронов, и цепная реакция не происходит. Для запуска реактора управляющие стержни постепенно выводятся из активной зоны. С помощью специальной автоматики они удерживаются в таком положении, чтобы число нейтронов сохранялось постоянным и происходила цепная реакция деления ядер урана. В аварийной ситуации стержни быстро погружаются в активную зону, число нейтронов резко уменьшается и цепная реакция прекращается.

2. Ядерные реакторы по своему назначению, виду ядерного горючего, при котором могут использоваться не только медленные, но и быстрые нейтроны, делятся на несколько групп. Особая роль принадлежит реакторам, в которых энергия, выделяющаяся при делении ядер, преобразуется в электрическую энергию. Это происходит на атомных электростанциях.

Окончание >>>