Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Shpory_po_ZN.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
680.48 Кб
Скачать

85. Цепная реакция деления тяжелых ядер, условия ее протекания. Методы получения радиоактивного топлива для аэс

Под цепной реакцией деления понимают деления тяжелых ядер, при воздействии на них нейтронами. Ядро урана 235:

Если оказать воздействие нейтроном то:

Деле́ние ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения.

Ядро урана 236 не стабильно и распадается - вылетают 2-3 нейтрона выделяется энергия Q. Первый акт реализации, первое поколение. Имеет место цепная реакция.

При одном поколении выделяется Q = 200MэВ.

Процесс цепной реакции деления характеризуют коэффициентом размножения нейтронов. Под этим коэффициентом понимают – отношение числа нейтронов в рассматриваемом поколении к числу нейтронов в предыдущем поколении.

К = 1- критическое состояние – нормальный режим ядерного реактора.

K < 1- подкритическое состояние. В состоянии запуска или остановки.

К > 1 – надкритическим состоянием – ядерные боеприпасы

В процессе реакции образовавшиеся нейтроны:

  1. Тепловые нейтроны.

  2. Промежуточные нейтроны (резонансные).

  3. Быстрые нейтроны.

1 и 3 – работа атомных реакторов.

Промежуточные – захватываются ядрами урана238 - образуется плутоний239 (искусствен. ядерное топливо).

Критерий деления нейтронов – кинетическая энергия.

  1. От 10-3 до 0,5 эВ

  2. От 0,5 до 104 эВ

  3. От 104 до 108 эВ

Условия протекания цепной реакции деления

  1. Уран 238 (как основное топливо) должен быть очищен от примеси, с целью уменьшения захвата нейтронов (резонансных) ядрами урана.

  2. Если реакция планир на быстрых нейтронов, то происходит обогащение урана238 ураном235.

  3. Если реакция планируется на тепловых нейтронах то:

А) увеличивают процент обогащения урана (более 20%).

Б) применяют замедлители – предназначен для преобразования быстрых нейтронов в тепловые. За счет отбора кинетической энергии. В качестве замедлителя выбирают вещества имеющие малую плотность. Применяют углерод в виде графита. Для уменьшения захвата нейтронов применяют чередование ядерного топлива с замедлителем. Системы называют системы гетерогенного типа, В системах где отсутствует такое чередование – системы гомогенного типа.

  1. Для протекания реакции необходимо иметь критическую массу. Под критической массой ядерного топлива понимают минимальное количество ядерного топлива при котором начинается цепная реакция деления. Критическая масса зависит:

  • Геометрия системы - сферическая структура

  • Структуры ядерного топлива

  • Материал из которого изготовлен отражатель нейтронов – бериллий самый лучший

Для начала реакции нужно 47 кг урана235.

Атомные реакторы могут работать:

  1. Используя слабо обогащенный уран с любым замедлителем на тепловых нейтронах

  2. На сильно обогащенном уране или искусственном ядерном топливе без замедлителя

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]