9 . Ядерный реактор

Главной частью реактора является активная зона, в которой протекает цепная реакция. Для уменьшения утечки нейтронов активная зона окружена отражателем нейтронов. Реакцией управляют с помощью регулирующих стержней (стержень сделан из материала, сильно поглощающего нейтроны — кадмия и бора). Активная зона реактора на тепловых нейтронах заполнена замедлителем, внутри которого размещены стержни. Выделяющееся при реакции тепло отводится из активной зоны теплоносителем, циркулирующим по специальным каналам. Чаще эту роль играет вода под большим давлением. Реактор помещают в защитную оболочку.

10. Термоядерный синтез. Проблемы термоядерной энергетики.

Термоядерный синтез — это слияние ядер лёгких элементов под действием сверхвысоких температур. (10⁷ — 10⁸ С ). Ядра заряжены положительно, поэтому на них действуют кулоновские силы отталкивания, но сильное нагревание увеличивает подвижность ядер, они сближаются на расстояние около 10^-12см, т.е. попадают в зону действия ядерных сил. Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях в расчете на один нуклон, превышает в 3-4 раза энергию, выделяющуюся при делении ядра урана. В таких реакциях участвуют первые элементы периодической системы Д.И. Менделеева и их изотопы.

Термоядерные реакции протекают в недрах Солнца и других звёзд. На Земле такая реакция осуществлена только в водородной бомбе, эта реакция неуправляема. Создание и испытание водородной бомбы впервые в мире в СССР проводилось в 1953 году. Запалом в такой бомбе является атомный взрыв.

Наиболее перспективной является реакция слияния ядер дейтерия и трития:

Н + Н = Не + n + 17,6 Мэв

Получение управляемой термоядерной реакции на Земле связано с проблемой получения высоких температур. Техническую сложность представляют не только получение сверхвысокой температуры, но и её удержание в течение определённого времени. Во всех странах мира ведутся научные разработки. В России совместно с французами сделана опытная установка " Токамак".

" Токамак" представляет собой магнитное поле определённой конфигурации (тор) и очень большой напряженности, в котором "плавает" высокотемпературная плазма, разогреваемая лучом лазера. Пока в лабораториях создана температура 1,310⁷ К. Однако проблема удержания ее не решена.. Если удастся создать промышленный термоядерный реактор, то человечество приобретёт неисчерпаемый источник энергии (водород в воде).

Задания для подготовки к зачету по теме «Физика атома и атомного ядра».

Вопрос № 1:

При бомбардировке изотопа бора В нейтронами n образуются -частицы