1.Ядерні реактори, їх характеристики.

ЯДЕРНИЙ РЕАКТОР (атомний реактор), пристрій для здійснення керованої ядерної ланцюгової реакції розподілу. Перший ядерний реактор пущений у 1942 у США (у СРСР у 1946). Розподіл ядер відбувається в активній зоні реактора, у якій зосереджене ядерне паливо, і супроводжується вивільненням значної кількості енергії. Ядерні реактори розрізняють: по енергії нейтронів, що викликають розподіл ядер (ядерні реактори на теплових, швидких і проміжних нейтронах); по характері розподілу ядерного палива (гомогенному і гетерогенні); по використовуваному сповільнювачі (графітові, водо-водяні й ін.); по призначенню (енергетичного, дослідницькі) і т.д. Використовують для вироблення електричної енергії на атомних електростанціях і в ядерних силових установках атомних судів, для наукових досліджень, відтворення ядерного палива і т.д.

РЕАКТОР-РОЗМНОЖУВАЧ, ядерний реактор, у якому "спалювання" ядерного палива супроводжується розширеним відтворенням вторинного палива. У реакторі-розмножувачі нейтрони, що звільняються в процесі розподілу ядерного палива (напр., 239Pu), взаємодіють з ядрами поміщеного в реактор сировинного матеріалу (напр., 238U), у результаті утвориться вторинне ядерне паливо ( 239Pu). У реакторі-розмножувачі типу бридер відтворене і палива, що спалюється, являють собою ізотопи того самого хімічного елемента (напр., спалюється 235U, відтворюється 233U), у реакторі-розмножувачі типу реактор-конвертер — ізотопи різних хімічних елементів (напр., спалюється 235U, відтворюється 239Pu).

ТЕПЛОВИЙ РЕАКТОР, ядерний реактор, у якому гнітюче число розподілів ядер речовини, що поділяється, відбувається при взаємодії їхній з тепловими нейтронами. Ядерним паливом у тепловому реакторі служить 233U, 235U, 239Pu, 241Pu. Тепловий реактор використовують для виробництва електроенергії, опріснення води, штучного одержання радіоактивних речовин, при технічних іспитах матеріалів і конструкцій і т.д. Реактори класифікують за рівнем енергії нейтронів, учасвующіх в реакції розподілу, за принципом розміщення палива і сповільнювача, цільового призначення, виду сповільнювача й теп-лоносітеля та їх фізичним станом. За рівнем енергетичних нейтронів: реактори можуть працювати на швидких нейтронах, на теплових і на нейтронах проміжних (резонанснсних) енергій і в відповідності з цим поділяються на ректори на теплових, швидких і проміжних нейтронах. У реакторі на теплових нейтронах велика частина поділу ядер відбувається при поглинанні ядрами діляться ізотопів теплових нейтронів. Реактори, в яких поділ ядер виробляється в основному нейтронами з енергією більше 0,5 МеВ, називаються реакторами на швидких нейтронах. Реактори, в яких більшість поділів відбувається в результаті поглинання ядрами діляться ізотопів проміжних нейтронів, називаються реакторами на проміжних (резонансних) нейтронах.

Ядерні енергетичні реактори використовуються для вироблення електроенергії на атомних електростанціях, в суднових енергетичних установках, на атомних теплоелектроцентралях (АТЕЦ), а також на атомних станціях теплопостачання (АСТ).

Реактори, призначені для виробництва вторинного ядерного палива з природного урану і торію, називаються конверторами або розмножувачів. У реакторі - конверторі вторинний-ного ядерного палива утворюється менше спочатку витраченого. У реакторі - розмножувачів здійснюється розширене відтворення ядерного палива-ва, тобто його виходить більше, ніж було витрачено. Дослідницькі реактори служать для досліджень процесів взаємодії нейтронів з речовиною, вивчення поведінки реакторних матеріалів в інтенсивних полях нейтронного і гамма-випромінювань, радіохімічних і біологічних досліджень, виробництва ізотопів, експерементального дослідження фізики ядерних реакторів. Реактори мають різну потужність, стаціонарний або імпульсний режим роботи. Найбільшого поширення набули водо-водяні дослідницькі реактори на збагаченому урані. Теплова потужність дослідницьких реакторів коливається в широкому діапазоні і досягає декількох тисяч кіловат.

2.Фундаментальні взаємодії у природі, загальні характеристики. Фундамента́льні взаємоді́ї або Фундаментальні сили — різні типи взаємодії, що не зводяться одна до одної, елементарних частинок і складених з них тіл. На сьогодні достовірно відоме існування чотирьох фундаментальних взаємодій: гравітаційної, електромагнітної, сильної і слабкої взаємодій. Ведуться пошуки інших типів взаємодій, як в явищах мікросвіту, так і на космічних масштабах, проте поки існування якого-небудь іншого типу взаємодії не знайдено. Отже, до початку 20-го століття з'ясувалося, що всі відомі до того моменту сили зводяться до двох фундаментальних взаємодій: електромагнітної і гравітаційної. В 1930-і роки з'ясувалося, що атоми містять всередині себе ядра, які у свою чергу складаються з нуклонів (протонів та нейтронів). Ясно, що ні електромагнітні, ні гравітаційні взаємодії не можуть пояснити, що утримує нуклони в ядрі. Було постульовано існування нової фундаментальної взаємодії: сильної взаємодії. Проте надалі виявилося, що і воно здатне пояснити не всі явища в мікросвіті, зокрема, не було зрозуміло, що примушує розпадатися вільний нейтрон. Так було постульовано існування слабкої взаємодії, і як виявилося, цього достатньо для опису всіх взаємодій, що дотепер спостерігалися в мікросвіті.

У природі існує 4 види так званих фундаментальних взаємодій: гравітаційна, електромагнітна, сильна (ядерна) і слабка. Для опису двох із цих взаємодій класична фізика використовує поняття сили. Гравітаційна взаємодія описується законом всесвітнього тяжіння. Тіло з масою m₂ притягається до тіла з масою m₁ із силою:

, де F₁₂ - сила, що діє на перше тіло з боку другого, - вектор, що сполучає перше тіло з другим, G - гравітаційна стала.Сила електромагнітної взаємодії називається силою Лоренца. Вона діє з боку електричного і магнітного полів на тіла, які мають електричний заряд. На тіло із зарядом q в електричному полі з напруженістю і магнітному полі з магнітною індукцією діє сила

, де - швидкість тіла, а c - фізична стала швидкість світла.Два інші типи фундаментальних взаємодій — сильна і слабка, діють між елементарними частинками. Для опису цих взаємодій використовуються методи, які виходять за рамки класичної фізики. Поняття сили для характеристики цих взаємодій не застосовують.

Білет №19