Учебное пособие Алматы 2013 ббк удк номер

Т епло, возникшее при делении в активной зоне реактора, отводится оттуда через теплообменник; оно используется для приведения во вращения турбины и, таким образом, превращается в электричество. Рассмотрим реактор на природном уране и графите. Природный уран состоит из 99,3% и 0,7% . Только подвергается делению на тепловых нейтронах. В результате деления порождаются главным образом быстрые нейтроны, хотя само деление наиболее эффективно индуцируется медленными нейтронами. Чтобы создать условия для протекания цепной реакции нужно замедлить испускаемые быстрые нейтроны до тепловой энергий; это достигается в замедлителе. Можно описать последовательность процессов, начав с одного акта деления. При делении одного ядра в среднем появляется ν быстрых нейтронов. Некоторые из них до того как успеют замедлить вызывают деление ядер, и такие события увеличивают число быстрых нейтронов, что можно учесть, введя коэффициент ε. Из νε нейтронов, поступающих в замедлитель, лишь доля p (вероятность избежать резонансного захвата) остается в «живых» после

нейтроны будут захвачены замедлителем. Из оставшихся νεp нейтронов лишь часть f (коэффициент «использования» тепловых нейтронов) будет захвачена ураном. Из общего числа νεpf захваченных нейтронов часть вызывает деление. Таким образом, один акт деления вызывает

вторичных актов деления. Коэффициент k называется коэффициентом размножения. Цепная реакция будет иметь место только в том случае, если k>1. Типичные значения различных коэффициентов для реактора на природном уране и графите ν=2,47; ε=1,02; p=0,89; f=0,88; ; таким образом, k=1,07. Это значение относится к бесконечному реактору; в случае конечного реактора часть нейтронов будет уходить из него, и поэтому k_эфф будет
Производство энергии является наиболее важной функцией реакторов. Уровень жизни человеческого общества тесно связан с наличием недорогих источников энергии; гидроэлектростанции, электростанции, работающие на угле, нефти и газе, постоянно истощают природные ресурсы, а эти ресурсы невосполнимы. Могут ли ядерные реакторы дать нам необходимое количество энергии, не причиняя вреда окружающей среде и не истощая невозместимые запасы? Ответ на этот вопрос все еще далеко не ясен, хотя некоторые аспекты д. проблемы хорошо понятны. Если все реакторы работать на уране, тогда существующие запасы будут израсходованы в течении несколько десятилетий. Эту проблему можно преодолеть, если настроить реакторы-размножители. Такие реакторы дают больше топлива, чем потребляют.
«размножение» имеет место тогда, когда способного к делению материала производится> чем потребляется. Принцип действия таких реакторов был понят давно: еще в 1944 году Ферми и Цинн начали проектировать первый реактор-размножитель. К реакции размножения предъявляются требования: должен быть получен в результате захвата нейтронов, и должны происходить распады воспроизводящего изотопа. В качестве примера рассмотрим активную зону реактора, содержащую изотоп в качестве топлива и воспроизводящий изотоп . При делении возникает в среднем 2,91 нейтронов. Один из этих быстрых нейтронов может вызвать деление другого ядра ; а один может захватиться ядром и привести к реакции

в результате захвата нейтрона воспроизводящим изотопом образуются ядра , способные к делению. В хорошо спроектированном реакторе-размножителе количество материала, способного к делению, может удваиваться за 7-10 лет.