- •Тема 8. Авария на Чернобыльской аэс и ее последствия для Республики Беларусь
- •8.1. Принцип работы ядерного реактора
- •2 Рис.8.2. Схема ядерного реактора
- •8.1.1. Критерии оценки аварий на аэс
- •8.2. Причины аварии на Чернобыльской аэс
- •8.3. Последствия аварии на чаэс
- •8.3.1.Прямые последствия
- •8.3.2.Влияние Чернобыльской аварии на здоровье населения
Тема 8. Авария на Чернобыльской аэс и ее последствия для Республики Беларусь
Вопросы:
1.Принцип работы ядерного реактора
2.Авария на ЧАЭС и ее причины.
3.Последствия аварии на ЧАЭС для Республики Беларусь
8.1. Принцип работы ядерного реактора
Ядерный реактор — это устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная цепная реакция деления, сопровождающаяся выделением тепла, которое используется для производства электроэнергии. Практическое использование ядерной энергии возможно благодаря открытию реакции деления ядер тяжелых элементов (урана или плутония)- при облучении их нейтронами, а также изобретению промышленных устройств для осуществления контролируемой цепной ядерной реакции. Природный уран состоит из двух изотопов – 238U (99,3 %) и 235U (0,7 %). 238U делится только на быстрых нейтронах (нейтронах с большой энергией, возникающих в результате деления), однако реакция идет неэффективно. В большинстве действующих реакторов используется урановое топливо, обогащенное изотопом 235U, который делится на нейтронах очень малой энергии (тепловые нейтроны) (рис. 8.1).
р ис.8.1.Цепная реакция деления урана
Чтобы началась реакция, нейтроны, освобождающиеся вместе с осколками ядер, необходимо предварительно замедлить, т.е. уменьшить их энергию. Поэтому на пути нейтронов размещают замедлитель, который поглощает излишек энергии. Важнейшим условием цепной реакции является размножение нейтронов. Регулируя их число с помощью поглощающих нейтроны веществ - бора, кадмия, индия - можно поддерживать реакцию на выбранном уровне мощности, замедлить или ускорить цепной процесс. Для этого из элементов-поглотителей изготавливаются поглощающие стержни. Чем глубже стержни введены, тем медленнее идет реакция, а при полном их погружении реакция прекращается.
Чтобы описать эффект самоподдержания цепной реакции деления вводится понятие: коэффициент размножения нейтронов (к) К – показывает во сколько раз количество нейтронов в одном поколении (это значит на некотором этапе реакции деления ядер) отличается от количества нейтронов в предыдущем поколении. Под сменой поколений понимают деление ядер при котором поглощаются нейтроны старого поколения и нарождаются новые.
к1 число нейтронов увеличивается или остается постоянным - происходит цепная реакция.
к1 – стержни полностью введены в активную зону – реактор останавливается.
Для постоянного течения цепной ядерной реакции должно точно соблюдаться условие к=1 (уже при к=1,01 – выброс).
Основную часть ядерного реактора на тепловых нейтронах составляет активная зона (рис. 8.2), в которой происходит управляемая цепная реакция деления ядер. В активной зоне находится ядерное топливо, которое размещено в тепловыводящую переборку (1) и замедлитель (2). Некоторая часть нейтронов, возникающих в процессе цепной реакции, может вылетать за пределы активной зоны в окружающее пространство. Поэтому для снижения потерь нейтронов активную зону окружают слоем отражателя (3). За отражателем располагают биологическую защиту (4), которая предохраняет персонал и окружающее пространство от ионизирующего излучения реактора. Управление цепной реакцией осуществляется с помощью регулирующих стержней (5), которые поглощают нейтроны. Глубина опусканиястержней в реакторе изменяется по командам с пульта управления, что обеспечивает замедление или ускорение хода реакции.