- •Свойства свободного нейтрона
- •Физические характеристики нейтрона
- •Ядерные силы
- •Классификация нейтронов по энергиям
- •Энергетические диапазоны нейтронов
- •Характеристики нейтронов разных энергий
- •Основные законы ядерных реакций
- •Законы сохранения в ядерных реакциях
- •Форма записи ядерных реакций
- •Ядерная реакция деления
- •Уравнение реакции деления
- •Среднее количество нейтронов деления
- •Капельная модель ядра
- •Делящиеся и сырьевые нуклиды
- •Делящиеся изотопы
- •Сырьевые изотопы
- •Двугорбая кривая
- •Дефект масс
- •Энергия связи и деление ядер
- •График зависимости энергии связи
- •Баланс энергии при делении
- •Распределение энергии по продуктам деления
- •Принцип работы АЭС
- •Основные компоненты АЭС
- •Критичность реактора
- •Цепная реакция деления
- •Классификация ядерных реакторов
- •По назначению
- •По спектру нейтронов
- •По размещению топлива
- •По виду топлива
- •По виду теплоносителя/замедлителя
- •По конструкции
- •Поколения ядерных реакторов
- •Полный ядерно-энергетический цикл
- •Применение ядерных технологий
- •Основные задачи проектирования и расчетного сопровождения ядерных реакторов
- •Оценка неопределенности при расчетах
- •Ядерный реактор как система
- •Активная зона ядерного реактора
- •Цепная ядерная реакция деления
- •Типы ядерных реакторов
- •Реакторы ВВЭР
- •Реакторы РБМК
- •Реакторы на быстрых нейтронах
- •Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР)
- •Исследовательские реакторы
- •Заключение
Национальный исследовательский ядерный университет
«МИФИ»
Институт ядерной физики и технологий
Конспект лекции №2
Диффузия моноэнергетических нейтронов
Преподаватель: Щербаков А.А. Группа: ТПН Дата: 05.09.2025
Москва, 2025
Содержание
1 |
Свойства свободного нейтрона |
3 |
|
|
1.1 |
Физические характеристики нейтрона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
|
1.2 |
Бета-распад нейтрона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
|
1.3 |
Ядерные силы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
3 |
2 |
Классификация нейтронов по энергиям |
3 |
|
|
2.1 |
Энергетические диапазоны нейтронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
4 |
|
2.2 |
Характеристики нейтронов разных энергий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
4 |
3 |
Основные законы ядерных реакций |
4 |
|
|
3.1 |
Законы сохранения в ядерных реакциях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
4 |
|
3.2 |
Форма записи ядерных реакций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
4 |
Ядерная реакция деления |
5 |
|
|
4.1 |
Уравнение реакции деления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
|
4.2 |
Среднее количество нейтронов деления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
|
4.3 |
Капельная модель ядра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
5 |
Делящиеся и сырьевые нуклиды |
6 |
|
|
5.1 |
Делящиеся изотопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
|
5.2 |
Сырьевые изотопы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
6 |
|
5.3 |
Чётно-нечётные ядра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
7 |
6 |
Двугорбая кривая |
7 |
|
7 |
Дефект масс |
7 |
|
8 |
Энергия связи и деление ядер |
7 |
|
|
8.1 |
График зависимости энергии связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
8 |
|
8.2 |
Баланс энергии при делении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
8 |
|
8.3 |
Распределение энергии по продуктам деления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
8 |
9 |
Принцип работы АЭС |
8 |
|
|
9.1 |
Основные компоненты АЭС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
|
9.2 |
Критичность реактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
|
9.3 |
Цепная реакция деления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
10 |
Классификация ядерных реакторов |
9 |
|
|
10.1 |
По назначению . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
9 |
|
10.2 |
По спектру нейтронов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
10 |
|
10.3 |
По размещению топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
10 |
10.4По виду топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
10.5По виду теплоносителя/замедлителя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
|
10.6 |
По конструкции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
10 |
11 |
Поколения ядерных реакторов |
10 |
|
12 |
Полный ядерно-энергетический цикл |
11 |
|
|
12.1 |
Этапы ядерно-энергетического цикла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
|
12.2 |
Применение ядерных технологий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
1
13 Основные задачи проектирования и расчетного сопровождения ядерных |
|
реакторов |
12 |
13.1Нейтронно-физический расчет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
13.2Оценка неопределенности при расчетах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
14 Ядерный реактор как система |
12 |
14.1Активная зона ядерного реактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
14.2Цепная ядерная реакция деления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
15 Типы ядерных реакторов |
13 |
15.1Реакторы ВВЭР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
15.2Реакторы РБМК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
15.3 Реакторы на быстрых нейтронах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
15.4Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы (ВТГР) . . . . . . . . . . . 13
15.5Исследовательские реакторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
16 Заключение |
14 |
2
1Свойства свободного нейтрона
(00:05) В начале лекции рассмотрим основные свойства свободного нейтрона, которые важны для понимания процессов в ядерных реакторах.
1.1Физические характеристики нейтрона
Нейтрон — это нейтральная частица, входящая в состав атомного ядра. Его основные физические характеристики:
•Электрический заряд: нейтрон не имеет заряда (менее 10−17 элементарных зарядов)
•Масса: 939.6 МэВ/c2
•Время жизни: 878 секунд (для свободного нейтрона)
1.2Бета-распад нейтрона
(00:05) Свободный нейтрон нестабилен и испытывает β-распад по следующей схеме:
n → p + e− + ν˜e |
(1) |
где:
•n — нейтрон
•p — протон
•e− — электрон
•ν˜e — электронное антинейтрино
Этот процесс происходит из-за того, что масса свободного нейтрона немного превышает сумму масс протона и электрона, что делает распад энергетически выгодным.
1.3Ядерные силы
(00:05) Ядерные силы — это силы взаимодействия между нуклонами, которые обеспечивают большую величину энергии связи ядер по сравнению с другими системами. Ядерные силы являются наиболее важным и распространённым примером сильного взаимодействия (СВ).
Основные характеристики ядерных сил:
•Радиус действия: 10−13 см = 1 Фм
•Значительно превышают по величине электромагнитные, слабые и гравитационные силы
Первую модель ядерных сил предложил Хидеки Юкава в 1935 году. По его модели нуклоны в ядре обмениваются пи-мезонами — квантами ядерного взаимодействия.
2Классификация нейтронов по энергиям
(00:59) При описании процессов взаимодействия нейтронов с ядрами их подразделяют в зависимости от энергии на три основные области:
3