Keti tuumareaktsioon - Ühe tuumareaktsioonide järjestus, millest igaüks on põhjustatud osakesest, mis ilmub reaktsiooniproduktina eelmisel järjestusetapis. Näide kett tuumareaktsioon Raskeelementide südamikute jagamise ahelreaktsioon on ahelate jagamise reaktsioon, milles jagamise aktide peamine arv algab neutronite poolt, mis saadakse tuume jagamise teel eelmises põlvkonnas.

Entsüklopeediline YouTube.

    1 / 3

    Tuumafüüsika. Tuumareaktsioonid. Ahela tuuma lõhustumise reaktsioon. tuumajaam

    Tuumaenergia kommunikatsiooni energiaosakesed Uraani nuclei ahelreaktsiooni kerneli osakonnas

    Tuumareaktsioonid

    Subtiitrid

Energia täitmise mehhanism

Aine transformatsiooniga kaasneb vaba energia vabanemine ainult siis, kui ainel on energiavaru. Viimane tähendab, et aine mikroosakesed on riigi energiaga suuremad kui teises võimalikus, üleminek sellele, mis on olemas. Spontaanne üleminek alati takistab energia barjääri, ületada, mida mikroosakeste peaks saama mõned energiatõhususe energiat. Eksoenergeetiline reaktsioon on see, et järgmise ergutamise ümberkujundamisel vabastatakse energia rohkem kui protsessi erutamiseks on vaja. Energiabarjääri ületamiseks on kaks võimalust: kas kokkupõrgete osakeste kineetilise energia tõttu või liitumise osakese ühenduse energia energia tõttu.

Kui hoiate kaasa energia vabastamise makroskoopilise laienduse, peaks reaktsioonide erutamiseks vaja kineetiline energia koguma vähemalt mõningase osa aine osakestest. See on saavutatav ainult keskmise suurusega temperatuuri suurenemisega, milles soojuse liikumise energia läheneb protsessi käigule piirava energiakünnise väärtusele. Molekulaarsete transformatsioonide puhul esineb keemilisi reaktsioone, nagu tuumareaktsioonide puhul tavaliselt sadu celvins - see on vähemalt 10 7, mis on tingitud Coulombi tõkete väga kõrgest kõrgusest kohtud südamiktele. Tuumareaktsioonide termiline ergastamine viidi läbi praktikas ainult kõige lihtsam tuumade sünteesi, kus coulombi tõkked on minimaalsed (termotuuma sünteesi).

Ühendusosakeste ergastamine ei vaja suurt kineetilist energiat ja seetõttu ei sõltu söötme temperatuurist, kuna see esineb kasutamata ühenduste tõttu, mis on seotud atraktsioonitugede osakestele. Aga see nõuab osakesi ennast erutada reaktsioone. Ja kui nad jällegi ei pea meeles mitte eraldi reaktsiooni akti, vaid selleks, et saada energiat makroskoopilises ulatuses, siis see on võimalik ainult siis, kui ahelreaktsioon toimub. Viimane tekib siis, kui osakeste-põnev reaktsioon ilmub uuesti ekso-energia reaktsioonisaadustena.

Ketireaktsioonid

Keti reaktsioonid on laialt levinud keemilised reaktsioonidKui vaba aatomite või radikaalide viiakse läbi rolli osakesi kasutamata võlakirjadega. Mehhanismi ahelreaktsiooni tuumaenergia muundumiste all võib anda neutronitel, millel ei ole coulombi barjääri ja põnevaid tuumad neelavad. Vajaliku osakese välimus söötmes põhjustab ahela järgneva ahela ühe teise reaktsiooni, mis jätkub alles ahela katkestuse tõttu kadu kandja osakese reaktsiooni. Kahjumi peamised põhjused on kaks: osakese imendumine ilma osakeste sekundaarset ja hooldamist, mis ei ole ahela protsessi toetava aine mahust kaugemale. Kui igale reaktsiooniseadusele ilmub ainult üks kandja osakese, nimetatakse ahela reaktsiooni vägivallatu. Uskumatu ahela reaktsioon ei saa kaasa tuua energia vabastamist suures ulatuses.

Kui igas reaktsiooniseaduses esineb rohkem kui ühe osakese või mõnes ahela lingil, esineb hargnenud ahelaga reaktsioon, ühe sekundaarse osakeste puhul jätkab käivitatud ahelat ja teised annavad uutele ahelatele, mis on uuesti hargnenud. Tõsi, hargne protsess, protsessid, mis viivad ahela jaotus konkureerivad ja areneva olukorra tekitab piiri või kriitilised fenomena-spetsiifilised ahela reaktsioonid. Kui ahelate arv on suurem kui uute ahelate arv ilmub siis isekindla ahela reaktsioon (SCR) selgub võimatuks. Isegi kui see on kunstlikult põnevil, sisestades kolmapäevale vajalikke osakesi, kuna ahelate arv sel juhul saab vähendada ainult protsessi hakkas kaoma kiiresti. Kui uute ahelate arv ületab kaljude arvu, levib ahela reaktsioon kiiresti läbi kogu aine mahu kaudu, kui ilmub vähemalt üks esialgne osakese.

Aine piirkonda ahela iseseisva reaktsiooni arendamisega eraldatakse piirkonnast, kus ahelreaktsioon on üldiselt võimatu, kriitiline seisund. Kriitilist seisundit iseloomustab uute ahelate arvu võrdõiguslikkus ja kaljude arv.

Kriitilise seisundi saavutamist määratakse mitmete teguritega. Raske tuuma jagamine on põnevil ühe neutroniga ja jaotuse seaduse tulemusena ilmub rohkem kui üks neutron (näiteks 235 U puhul, mis on sündinud ühes jaotises sündinud neutronite arv, keskmiselt 2 kuni 2-st 3). Sellest tulenevalt võib jaotusprotsess genereerida hargnenud ahelreaktsiooni, mille kandjad teenivad neutronite. Kui neutroni kadude kiirus (krambid ilma jagunemiseta, reaktsioonimahust lahkumine jne) kompenseerib neutroni reprodutseerimismäära nii, et neutronide paljunemise efektiivne koefitsient on täpselt võrdne, siis ahelreaktsioon on sisse lülitatud Statsionaarne režiim. Negatiivsete tagasiside kasutuselevõtt reproduktsiooni tõhusa koefitsiendi ja energia vabastamise määra vahel võimaldab reguleeritud ahela reaktsiooni, mida kasutatakse näiteks tuumaenergias. Kui reprodutseerimiskoefitsient on suurem kui üksus, areneb ahela reaktsioon eksponentsiaalselt; Kontrollimatu ahelajaotuse reaktsiooni kasutatakse

Tuumapommi seadme skeem

Ahela lõhustuskett

Sekundaarsed neutronid (2,5 tükki jaotus akti kohta), mis on tuuma jaotuses tekitavad uued jagunemistoimingud, mis võimaldab ketireaktsiooni teostada. Languahela reaktsiooni iseloomustab neutronide paljunemise koefitsient, mis on võrdne selle põlvkonna neutronite arvu suhe nende numbrile eelmises põlvkonnas. Eeltingimus Jaotuse ahelreaktsiooni arendamine on. Madalamal reaktsioonis ei ole võimalik. Kui reaktsioonil on konstantse neutronite koguse (energia pidev võimsus). See on isehoidja reaktsioon. Kui - pleekimisreaktsioon. Reproduktsiooni koefitsient sõltub aktiivse tsooni jagava aine suuruse ja kuju laadist. Ketireaktsiooni rakendamiseks vajaliku tekitatud aine minimaalne mass nimetatakse kriitiliseks. Kriitilise massi puhul on 9 kg, samas kui uraani palli raadius on 4 cm.

Ketireaktsiooni hallatakse ja kontrollimatu. Aatomipommi plahvatus on haldamata reaktsiooni näide. Sellise pommi tuumatala kaks või enam peaaegu puhtalt või. Iga tüki mass on vähem kriitiline, seega ei esine ahela reaktsiooni. Seetõttu on plahvatuse saamiseks piisav ühendamiseks üheks tükiks, massiga rohkem kui kriitiline. Seda tuleb teha väga kiiresti ja tükkide ühendamine peaks olema väga tihe. Vastasel juhul jaotatakse tuumalass osadeks enne selle reageerimist. Ühendus kasutab tavapärast plahvatusohtlikku. Shell toimib neutronide peegeldi ja lisaks hoiab tuumalaadi pihustamise kuni maksimaalne arv tuumade eraldab kogu energia ajal jagamise ajal. Aatomipommi ahela reaktsioon kehtib kiiresti neutronitele. Kui plahvatus on ainult osa tuumalaengu neutronitest. Ajatusahela reaktsioon viib kolossaalse energia vabanemiseni. Temperatuur areneb samal ajal saavutab kraadi. Hiroshima pommi hävitava jõud oli Hiroshimas oli võrdne 20 000 tonni trinitrotoloola plahvatusega. Uute relvade valim mahutavuses on sadu kordi. Kui see on lisatud sellele, et aatomi plahvatuse all on suur hulk jagamise fragmente, kaasa arvatud väga pikaajaline, selgub see, et kohutav oht inimkonnale on see relv.

Neutroni paljunemise koefitsiendi muutmine võib läbi viia kontrollitud ahela reaktsiooni. Seade, milles kontrollitud reaktsioon viiakse läbi, nimetatakse tuumareaktoriks. Serveeritav aine, looduslik või rikastatud uraani. Uraani tuumade kiirguse neutroni püüdmise vältimiseks paigutatakse suhteliselt väikesed jaotuva aine plokid mõnele vahemaale ja lüngad on täidetud ainega, mis aeglustab neutronite (retardser). Neutronite aeglustumine viiakse läbi elastse hajumise tõttu. Sellisel juhul sõltub aeglase osakese kadunud energia kokkupõrgete osakeste massi suhtest. Energia maksimaalne kogus kaotatakse juhul, kui osakestel on sama mass. See tingimus on rahul deuteerium, grafiit ja berüllium. Esimene uraani-grafiidi reaktor käivitati 1942. aastal Chicago ülikoolis Itaalia Fermi füüsika juhtimisel. Reaktori toimimise põhimõtte selgitamiseks kaaluge termilise neutronite reaktori tüüpilist skeemi FIG 1.




Joonis 1.

Reaktori aktiivses tsoonis on kütuseelemendid 1 ja moderaator 2, mis aeglustab neutronite soojuse kiirustesse. Kütuseelemendid (täiskasvanute) on hermeetilise kestaga ümbritsetud eraldusmaterjali plokid, nõrgalt neelavad neutronid. Tänu energiat, mis eraldab tuumade jagamisel, kuumutatakse kütust ja seetõttu paigutatakse need jahutusvedeliku voolu (3-5 - jahutusvedeliku kanal). Aktiivset tsooni ümbritseb reflektor, mis vähendab neutroni lekkeid. Ahela reaktsiooni kontroll viiakse läbi spetsiaalsed kontrollvardad neutronite absorbeerivatest materjalidest. Reaktori parameetrid arvutatakse nii, et täielikult sisestatud vardadega reaktsioon ei tea. Vardade järkjärgulise eemaldamisega kasvab neutroni reprodutseerimiskoefitsient ja mingil seisukohal, mis tegemist on ühega. Siinkohal hakkab reaktor töötama. Kui reaktor töötab, väheneb aktiivse tsooni materjali jagamise materjali kogus ja selle reostus jagamise fragmentide kaupa, mille hulgas võib olla tugev neutroni absornide. Selleks, et reaktsioon ei lõpeta, laaditakse kontrollvardad järk-järgult aktiivsest tsoonist automaatse seadme abil. Selline reaktsioonijuhtimine on võimalik tingitud hilinenud neutronite olemasolust, mis on eraldatud nuclei jagamise teel kuni 1 minuti viivitusega. Kui tuumkütus põleb, peatub reaktsiooni. Enne uue käivitamise reaktori põletatud tuumakütuse väljalaaditud ja laaditud uue. Reaktoris on ka erakorralise vardad, mille kasutuselevõtt vahetatakse kohe reaktsiooni. Tuumareaktor on võimas läbistav kiirguse allikas, mis on ligikaudu aega suurem kui sanitaarstandardid. Seetõttu on igal reaktoril bioloogiline kaitse - kaitsematerjalide ekraanide süsteem (näiteks betoon, plii, vesi) - selle peegeldi taga ja puldiga.

Esimest korda kasutati NSV Liidu tuumaenergia rahumeelsete eesmärkide saavutamiseks. Obninskis 1954. aastal telliti esimene aatomi elektrijaam, mille võimsus on 5 MW võimsusega aatomi elektrijaam.

Uraani termoutroni reaktorid võivad siiski lahendada piiratud ulatuses toiteprobleemi, mis määratakse uraani kogusega.

Aatomienergia arendamise kõige lootustandmises on kiirete neutronite reaktorite arendamine, mootorite nn reaktorid. Selline reaktor toodab rohkem tuumkütust kui tarbib. Reaktsioon jätkub kiire neutronite, nii et mitte ainult, vaid ka, mis muutub see võib osaleda selles. Viimase keemilisel viisil saab eraldada. Seda protsessi nimetatakse tuumakütuse reproduktsiooniks. Spetsiaalsed sirvimisreaktorid ületab tuumkütuse reprodutseerimiskoefitsient ühe. Braderite aktiivse tsooni on isotoopidega rikastatud uraani sulam koos heavy metal, vähe neelavad neutronite. Vennatamisreaktoris ei ole moderaatorit. Hallake selliseid reaktoreid, liigutades peegeldi või vahetuse muutuse jagamise massi.

Relatiivsuse teooria ütleb, et mass on erivorm Energia. Sellest tuleneb, et mass on võimalik muuta massiks ja energiaks. Kokku tekivad sellised reaktsioonid. Eelkõige võib teatud mass iseeneseks energiaks täielikult muutuda. See juhtub mitmel viisil. Esiteks võib kernel murda teatud koguses väiksematest tuumade kogust, seda reaktsiooni nimetatakse "lagunemiseks". Teiseks saavad väiksemad tuumad kergesti ühendada nii, et see oleks suurem, see on sünteesireaktsioon. Universumis on sellised reaktsioonid väga levinud. Piisab, kui öelda, et sünteesireaktsioon on tähtede energiaallikas. Aga lagunemisreaktsiooni kasutab inimkonna kui inimesed õppinud, kuidas neid keerulisi protsesse kontrollida. Aga mis on ahela tuumareaktsioon? Kuidas seda hallata?

Mis juhtub aatomi tuumas

Keti tuumareaktsioon - protsess, mis on kokkupõrke elementaarsed osakesed Või tuuma teiste tuumaga. Miks "kett"? See on järjestikuse ühe tuumareaktsioonide kombinatsioon. Selle protsessi tulemusena esineb kvantriigi ja nukleoni koostise muutus allikas tuumal, isegi uued osakesed ilmuvad reaktsioonisaadused. Keti tuumareaktsioon, mille füüsika võimaldab uurida tuumade koostoime mehhanisme tuumade ja osakeste koostoime mehhanisme, on peamine meetod uute elementide ja isotoopide saamiseks. Ajatusahela reaktsiooni mõistmiseks on vaja kõigepealt välja mõelda.

Mida vajate reaktsiooni jaoks

Sellise protsessi läbiviimiseks ahela tuumareaktsiooni tegemiseks on vaja kokku tuua osakesi (tuum ja tuuma, kaks südamikku) tugeva interaktsiooni raadiuse kaugus (umbes ühe Fermi). Kui vahemaad on suured, on laetud osakeste interaktsioon puhtalt coulomb. Kõik seadused on täidetud tuumareaktsiooni: energia säilitamine, hetk, impulsi, baryoni tasu. Keti tuumareaktsiooni tähistatakse sümbolite A, B, C, D. Sümbol A tähistab allikas tuuma, B on suurenev osakese, C - uus nikerdamise osakese ja D tähistab saadud tuuma.

Energiareaktsioon

Keti tuumareaktsioon võib läbida nii imendumise kui ka energia vabanemisega, mis võrdub osakeste masside erinevusega pärast seda reaktsiooni. Imenduv energia määrab kokkupõrke minimaalse kineetilise energia, nn tuumareaktsiooni läve, kus see võib vabalt voolata. See künnis sõltub interaktsioonis osalevate osakestest ja nende omaduste osas. Algstaadiumis on kõik osakesed ettemääratud kvantitaval olevates osakestes.

Reaktsiooni rakendamine

Peamine allikas laetud osakesed, mis pommitanud südamikku, mis annab plahvatuse prootonid, rasked ioonid ja kerge tuuma. Aeglased neutronid saadakse tänu kasutamisele tuumareaktorid. Loputatud laetud osakeste kinnitamiseks võib kasutada erinevaid tuumareaktsioone - nii süntees kui ka lagunemine. Nende tõenäosus sõltub osakeste parameetritest. Selle tõenäosusega on see omadus seotud reaktsiooni ristlõikena - efektiivse piirkonna väärtus, mis iseloomustab tuuma osakeste sihtmärgina ja mis on osakeste ja kerneli osa tõenäosuse mõõt interaktsiooni. Kui osapooled, kellel ei ole nulliga spin-väärtusega osapooled osalevad, sõltub ristlõige otseselt nende orientatsioonist. Kuna fluttiosakesed seljaosakesed ei ole suunatud üsna kaootilisele, kuid enam-vähem korrapäraselt, siis kõik korpused polariseeritakse. Orienteeritud tala keerutuste kvantitatiivseid omadusi kirjeldab polarisatsioonivektor.

Reaktsioonimehhanism

Mis on ahela tuumareaktsioon? Nagu juba mainitud, on see lihtsamate reaktsioonide järjestus. Loputusosakeste ja selle koostoime omadused südamikuga sõltuvad massist, laadimisest, kineetilisest energiast. Koostoimed määratakse tuumavabaduse tasemeni, mis on kokkupõrkes põnevil. Kõigi nende mehhanismide kontrolli saamine võimaldab sellisel protsessina kontrollitava ahela tuumareaktsiooni.

Otsesed reaktsioonid

Kui laetud osakese, mis lendab sihtmärgi tuum, vaid puudutab seda, siis kokkupõrke kestus on võrdne vajadusega ületada kerneli raadiuse kaugus. Sellist tuumareaktsiooni nimetatakse sirgeks. Üldine omadus Selle tüübi kõigi reaktsioonide puhul on ergastus väikese arvu vabaduse kraadi ergastus. Sellises protsessis pärast esimest kokkupõrget on osakest tuuma atraktsiooni ületamiseks veelgi piisavalt energiat. Näiteks koostoimed, nagu inlaneeritud neutroni dispersioon, tasu vahetamine ja otsene. Selliste protsesside panus omadusse "täieliku ristlõike" jaoks on üsna vähe. Siiski on otsese tuumareaktsiooni vastuvõtmise toodete jaotus võimalik kindlaks määrata väljumise tõenäosus tala suunda nurga alt, populatsioonide selektiivsuse ja nende struktuuri määramiseks.

Igakuine emissioon

Kui osakese ei jäta tuumaühenduse ala pärast esimest kokkupõrget, osaleb see kogu järjestikuse kokkupõrgete kaskaadis. See on tegelikult just see, mida nimetatakse ahela tuumareaktsiooniks. Sellise olukorra tulemusena kineetiline energia Osakesed jaotatakse kerneli osade komponentide seas. Kerneli seisund on järk-järgult keerulisem. Selle protsessi ajal mõnel nukleonil või kogu klastris (nukleonide rühm) võib selle tuuma tuuma heitkoguste jaoks piisav energia kontsentreerida. Edasine lõõgastumine toob kaasa statistilise tasakaalu moodustamise ja komposiitkorruse moodustumise moodustamise.

Ketireaktsioonid

Mis on ahela tuumareaktsioon? Selle järjestus komponentide osad. See tähendab, et eelmistes etappides esinevad mitu järjestikust ühekordseid tuumareaktsioone, mis on põhjustatud laetud osakestest. Mida nimetatakse ahela tuumareaktsiooniks? Näiteks raskete tuumade jagamine, kui eelmistel lagunemisel saadud neutronite algavad mitmesugused jaotuste aktid.

Keti tuumareaktsiooni omadused

Kõigi keemiliste reaktsioonide hulgas said ketid suure jaotuse. Kasutamata võlakirjadega osakesed täidavad vaba aatomite või radikaalide rolli. Sellise protsessiga, kui ahela tuumareaktsioon, pakub selle voolu mehhanism neutronite neutronitele, millel ei ole coulombi barjääri ja ergutada kerneli neelamisel. Kui keskmises keskmises osakese ilmub, põhjustab see järgneva transformaatiku ahela, mis jätkub alles ahela purunemise tõttu kandja osakese kadumise tõttu.

Miks vedaja on kadunud

Pideva reaktsiooniahela kandja osakeste kadumise põhjust on ainult kaks. Esimene on osakese absorbeerida ilma heitkogusteta. Teise hoolduse osakesed väljaspool aine mahtu, mis toetab ahela protsessi.

Kaks tüüpi protsessi

Kui iga ahela reaktsiooni jooksul on sündinud ainult ühe kandja osakese, siis seda protsessi saab nimetada hargnemata. See ei saa kaasa tuua energia väljavaateid suures ulatuses. Kui paljud kandjaosakesed ilmusid, nimetatakse seda laialdaseks reaktsiooniks. Mis on ahela tuumareaktsioon hargneva? Üks eelmises aktis saadud sekundaarsed osakesed jätkavad ahelat varem ja teised loovad uusi reaktsioone, mis ka filiaalid. Selle protsessi abil konkureerivad töötlemisprotsessid. Saadud olukord tekitab konkreetseid kriitilisi ja piirata nähtusi. Näiteks, kui kaljud on rohkem kui puhtalt uued ahelad, siis reaktsiooni enesekindlus on võimatu. Isegi kui see on põnevil kunstlikult, sisenedes selle kolmapäevase soovitud osakeste arvu, protsess ikka kaotab aega (tavaliselt üsna kiiresti). Kui uute ahelate arv ületab kaljude arvu, hakkab ahela tuumareaktsioon levima kogu aine levikuna.

Kriitiline olukord

Kriitiline seisund eraldab aine riigi piirkond arenenud isemajandav ahelreaktsiooni ja ala, kus see reaktsioon on üldse võimatu. Seda parameetrit iseloomustab uute ahelate arvu võrdõiguslikkus ja võimalike kaljude arv. Lisaks vaba kandja osakese olemasolu on kriitilise seisundi peamine punkt sellises nimekirjas nagu "ahela tuumareaktsiooni rakendamise tingimused". Selle riigi saavutamist saab määrata kogu võimalikud tegurid. Raske element on põnevil ainult ühe neutroniga. Protsessi tulemusena ilmuvad ahela tuumalõhustamise reaktsiooniks rohkem neutronite. Seetõttu võib see protsess toota ulatuslikku reaktsiooni, kus kandjad täidavad neutronite. Juhul kui neutronide kiirus ilma divisjoni või väljumisteta (kahjumi kiirus) kompenseeritakse kanduriosakeste reproduktsioonimääraga, seejärel voolab ahelreaktsioon statsionaarses režiimis. See võrdsus iseloomustab reprodutseerimiskoefitsienti. Eespool esitatud juhtumi puhul on see võrdne ühega. Energia vabastamise kiiruse ja reproefitsiendi vahelise kasutuselevõtu tõttu on võimalik kontrollida tuumareaktsiooni kulgu. Kui see koefitsient on suurem kui üksus, muutub reaktsioon eksponendis. Manageerimata kettreaktsioone kasutatakse tuumarelvades.

Ahela tuumareaktsioon elektrienergia

Reaktori reaktiivsus määratakse suure hulga protsesse, mis esinevad selle aktiivses tsoonis. Kõik need mõjud määratakse nn reaktiivsuse koefitsiendi poolt. Grafiitvardate temperatuuride, jahutusvedelike või uraani muutuste mõju reaktori reaktiivsusele ja sellise protsessi voolu intensiivsusele, nagu ahela tuumareaktsioon, iseloomustab temperatuuri koefitsiendiga (soojuskandja järgi) Uraani, vastavalt grafiit). Samuti on olemas ülalpeetavad omadused, vastavalt baromeetrilistele näitajatele, aurunäitajatele. Et säilitada tuumareaktsioon reaktoris, on vaja muuta mõned elemendid teistele. Selleks on vaja arvesse võtta ahela tuumareaktsiooni voolu tingimusi - aine olemasolu, mida saab jagada ja eraldada teatud elementaarsete osakeste koguse lagunemise teel, mis selle tulemusena põhjustab ülejäänud tuuma jagunemise. Sellise aine, uraani-238, uraani-235, plutoonium-239 kasutatakse sageli. Isotoopide ahela tuumareaktsiooni läbimise käigus lagunevad need elemendid ja moodustavad kaks või enam keemilised ained. Selles protsessis eraldatakse nn "gamma" -luchi, intensiivne energia vabanemine toimub kahe või kolme neutronid moodustuvad, mis on võimelised jätkata reaktsiooni toimib. On aeglaselt neutronid ja kiire, sest selleks, et aatomi tuum oleks katki, peavad need osakesed lendama teatud kiirusega.

Sekundaarsed neutronid eralduvad tuumade jagamisel võib põhjustada uusi lõhustumistoiminguid, mis võimaldab kasutada keti lõhustumise reaktsioon -tuumareaktsiooni, milles reaktsiooni põhjustavad osakesed moodustatakse selle reaktsioonitoodetena. Keti lõhustamise vastus iseloomustab aretusjuhek.neutron, mis on võrdne selle põlvkonna neutronite arvu suhe nende numbrile eelmises põlvkonnas. Eeltingimusahela lõhustumise reaktsiooni arendamiseks on nõudmak.1.

Tuleb välja, et kõik moodustatud sekundaarsed neutronid ei põhjusta tuuma hilisemat jagunemist, mis toob kaasa reprodutseerimiskoefitsiendi vähenemise. Esiteks, lõpp-suurused aktiivne tsoon(Ruum, kus ahelreaktsiooni esineb) ja suur läbitungiva võime neutronite, mõned neist lahkuvad aktiivsest tsoonist varem, kui see püütakse mis tahes tuuma poolt. Teiseks, osa neutronitest püütakse aluseks olevate lisandite tuumad, alati aktiivses tsoonis. Lisaks võib esineda koos jagunemise, konkureerivate kiirguse püüdmise ja inlastiliste hajumisprotsessidega.

Reproduktsiooni koefitsient sõltub jagava aine ja selle isotoobi olemusest - selle kogusest, samuti aktiivse tsooni suurusest ja kujust. Aktiivse tsooni minimaalsed mõõtmed, milles ahelreaktsiooni on võimalik, nimetatakse kriitilised suurused.Rakendamiseks vajaliku kriitilise suurusega süsteemis asuva kriitilise suurusega süsteemi minimaalne mass ahela reaktsioonkutsus kriitiline mass.

Kettreaktsioonide tekkimise määr on erinev. Las olla T.- ühe põlvkonna keskmine eluiga ja N -neutronite arv sellel põlvkonnal. Järgmise põlvkonna nende arv on võrdne kNs.t. ühe põlvkonna neutronite arvu suurenemine dn \u003d kN-n \u003d n(k-1). Neutronite arvu suurenemine ajaühiku kohta, s.o kiirus

ketireaktsioon suureneb

dN / DT \u003d N (K-1) / T (266,1)

Integreerimine (266.1), me saame

N \u003d N. 0 e. (K-1) t / t ,

kus Ei.- neutronite arv esialgsel ajahetkel ja N.ja number ajal t. N.määratud märk (K-1). Jaoks k\u003e1 läinud reaktsiooni arendamine,jaotuste arv kasvab pidevalt ja reaktsioon võib muutuda plahvatusohtlikuks. Jaoks k \u003d.1 on tulemas isehoidja reaktsioon,kus neutronite arv aja jooksul ei muutu. K.<1 идет Õitsemise reaktsioon.

Keti reaktsioonid jagunevad kontrollitud ja kontrollimatu.Näiteks aatomipommi plahvatus on haldamata reaktsioon. Nii et aatomipomm ladustamise ajal ei plahvatada, see on 235 92 u (või 2 39 94 PU), see on jagatud kaheks osaks, mis on üksteisest eemaldatud allpool kriitilisemate massidega. Seejärel tõmmatakse need massid tavapärase plahvatuse abil kokku, lõhkestuva aine kogumass muutub kriitilisemaks ja ahelaga plahvatusohtlik reaktsioon, millega kaasneb tohutu energia ja suurte hävitamise hetkeline vabanemine. Plahvatusohtlik reaktsioon algab kulul olemasoleva spontaanne divisjoni või neutronite kosmilise kiirguse. Kontrollitud kettreaktsioonid viiakse läbi tuumareaktoritega (vt §267).

Looduses on kolm isotoopi, mis võib olla tuumakütusena (235 92 u: looduslikus uraanis sisaldab umbes 0,7%) või tooraine valmistamiseks (232 90 th ja 238 92 U : looduslik uraan sisaldab umbes 99,3%). 232 90 Th esialgne toode kunstliku tuumakütuse saamiseks 233 92 U (vt reaktsiooni (265,2)), 238 92 U, neelavad neutronid, kahe järjestikuse  ---nspadi abil - transformatsiooni jaoks kernel 2 39 94 PU:

Reaktsioonid (266.2) ja (265.2), seega avada reaalne võimalus reprodutseerida tuumkütuse protsessi ahelreaktsiooni jagunemise.

Keti tuumareaktsioon- raske tuumade jagunemise iseenesest säilitav reaktsioon, milles neutronid on pidevalt reprodutseeritud, mis jagavad kõik uued ja uued tuumad. Sano-235 neutri toimel on jagatud kahe radioaktiivseks ebavõrdse massi radioaktiivseks killustatuks, lendades Suured kiirused erinevates suundades ja kaks või kolm neutronit. Kontrollitud kettreaktsioonid Need viiakse läbi tuumareaktorite või aatomite katlad. Praegu Kontrollitud kettreaktsioonid Need viiakse läbi uraani-235 isotoobid, uraani-233 (kunstlikult saadud RIA-232), plutoonium-239 (kunstlikult saadud Rana-238-st), samuti plutoonium-241. Väga oluline ülesanne on selle isotop-uraani-235 eraldamine looduslikust uraanist. Aatomitehnoloogia arengu esimestest sammudest oli uraani-235 kasutamine ülioluline, mille tootmine oli puhas vormis, aga tehniliselt raske, sest Uraan-238 ja Uraani-235 on keemiliselt lahutamatud.

50.Sore reaktorid. Termoturvalise energia kasutamise väljavaated.

Tuumareaktor - See on seade, milles teostatakse kontrollitud ahela tuumareaktsioon, kaasas energia heitkogustega. Esimene tuumareaktor ehitati ja käivitati 1942. aasta detsembris Ameerika Ühendriikides E. Fermi juhtimisel Ameerika Ühendriikides. Esimene reaktor ehitatud väljaspool Ameerika Ühendriike sai Zeep, käivitati Kanadas 25. detsembril 1946. Euroopas oli esimene tuumareaktor F-1 paigaldus, mis teeniti 25. detsembril 1946 Moskvas I. V. Kerchatovi juhtimise all Moskvas. 1978. aastal töötas 1978. aastal umbes sadu tuumareaktorit maailmas. Kõikide tuumareaktori komponendid on: aktiivne tsoon tuumakütusega ümbritseb tavaliselt neutroni peegeldi, jahutusvedeliku, ahelreaktsiooni reguleerimissüsteemi, kiirguskaitse, kaugjuhtimispuldiga. Reaktori korpus on kulunud (eriti ioniseeriva kiirguse toime all). Tuumareaktori peamine omadus on selle võimsus. 1 MW võimsus vastab ahela reaktsioonile, milles 3 sekundis on jaotatud rajooni 3 · 10 16. Kõrge temperatuuriga plasma füüsika uuringud tulenevad peamiselt termotuumareaktori loomise väljavaadetest. Reaktori lähimad parameetrid on Tokamaki tüübi seaded. 1968. aastal saavutati plasmatemperatuur T-3 plasmatemperatuuri paigaldamisel kümme miljonit kraadi, see oli selle valdkonna arendamisel viimastel aastakümnetel, et paljude riikide teadlaste jõupingutused on koondunud. Esimene tutvustus Enesehoidja termotuuma reaktsiooni tuleb läbi viia jõupingutusi erinevate riikide eri riikide tokamak ITER. 21. sajandi teisel poolel eeldatakse termotuumareaktorite täielikku kasutamist energiasektoris. Kaasas Tokamakov on ka teisi magnetpüüdeid, et hoida kõrge temperatuuri plasma, näiteks nn avatud püüniste. Mitmete funktsioonide tõttu võivad nad hoida suure rõhu plasma ja seetõttu on head väljavaated termotuuma neutronite võimas allikad ja tulevikus - termoturvaliste reaktoritena.

Viimastel aastatel saavutatud edu Tuumafüüsika Instituudis SB RAS uuringute kaasaegse telymmetric avatud püüniste näitavad väljavaateid selle lähenemisviisi. Need uuringud jätkuvad ja samaaegselt IMAFis töötatakse välja järgmise põlvkonna paigaldusprojekti projekt, millele reaktori lähedale lähedased plasmaparameetrid on juba võimalik tõestada.