Pärast kontrollimatu ahelreaktsiooni viidi läbi, mis võimaldas saada hiiglaslikku energia kogust, määrasid teadlased kontrollitud rakendamise ülesande ahela reaktsioon. Kontrollitud ahela reaktsiooni olemus seisneb neutronite juhtimise võimele. Seda põhimõtet rakendati edukalt tuumaelektrijaamades (NPP).

Uraani nuclei divisjoni energiat kasutatakse tuumaelektrijaamades (NPP). Uraani osakonna protsess on väga ohtlik. Seetõttu ümbritsevad tuumareaktorid tiheda kaitsekoored. Rõhureaktori tüüp rõhu all olev veega jaotatakse.

Jahutusvedelik on vesi. Külm vesi siseneb väga kõrgsurvereaktorisse, mis takistab selle keemiseni.

Külma vesi, mis läbivad reaktori aktiivse tsooni, toimib ka retardinana - aeglustab kiiret neutronsi, et nad tabaksid uraani südamikku ja põhjustas ahela reaktsiooni.

Tuumakütus (uraan) on aktiivses tsoonis kütusekomplekti tuuma kujul. Kütusevardad Assamblee asendusliige juhtivardadega, mis reguleerivad põhiteguri määra, neelavad kiire neutronid.

Jaotus vabastatakse suur hulk Soojuse. Soojendusega vesi jätab aktiivse rõhu tsooni temperatuur 300 ° C ja siseneb energia seadistusele, kus asuvad generaatorid ja turbiinid.

Kuum vesi reaktorist soojendab teise kontuuri vett keema. Paarid läheb turbiini labadesse ja pöörab seda. Pöörleva võlli edastab energia generaatorile. Generaatoris konverteeritakse pöörlemise mehaaniline energia elektriks. Auru jahutab ja vesi tagastab reaktori juurde tagasi.

Nende keeruliste protsesside tulemusena toodab tuumaelektrijaam elektrienergiat.

Nagu näete, on lõhustatav isotoop reaktori aktiivses tsoonis asuvas kütusevardades, moodustades kriitilise massi. Hallake tuumareaktsiooni boori- või kaadmiumi juhtivardadega. Juhtpulgad, samuti kütus, asuvad reaktori aktiivses tsoonis ja nagu käsna absorbeeriv vesi, toimivad neutronitele, neelavad neid. NPP operaator, reguleerides reguleerimisvarraste arvu reaktori aktiivses tsoonis, kontrollib tuumaprotsessi kiirust: aeglustab, madalamad juhtpulgad reaktori aktiivsesse tsooni; Kas kiirused üles - tõstes vardad.

Tundub, et kõik imeline aatomienergia on ammendamatu kõrgtehnoloogiline elektrienergia allikas ja tulevik. Nii et inimesed arvasid kuni 26. august 1986. Tšernobõli tuumaelektrijaama neljanda ploki õnnetus pöördus üle jalgadega peaga "-" rahulik "aatom ei olnud nii rahulik, kui nad teda levitavad.

See kirjutatakse üsna palju materjali. Siin esitatakse katastroofi Quintesessence (kokkusurutud olemus).

4. võimsuse üksuse Chets õnnetuse peamised põhjused:

  1. Madalamate turbogeenteraatori tehnoloogilise katse hästi läbimõeldud programm;
  2. RBMK tuumareaktori arendajad, kus märkimisväärne roll mängis puudust operatiivse teabe haldamise süsteemi süsteemis aktiivse tsooni reaktiivsuse süsteemis;
  3. "Volosts" personali NPP, mis viidi läbi katse ja lubatud kõrvalekalle töörežiimid.

Kõik see viis koos katastroofi. Tšernobõli sündmuste uurimise spetsialistide hulgas oli ligikaudu selline valem: "Ettevõtjad suutsid blokeerida blokeerida ja reaktor võimaldas neil seda teha". Osa Tšernobõli süü peitub peaaegu igaüks - ja füüsikud, kes tegelevad arvutusi lihtsustatud mudelite ja paigaldajate, hoolimatute õmbluste ja operaatorite paigaldajatega, võimaldades end tööreeglitel arvestada.

Anatoomia Tšernobõli õnnetus "Kaks sõna"

1. Reaktori võimsus vähendati väga väikese väärtuseni (ligikaudu 1% nominaalsest). See on reaktori jaoks "halb", sest ta langeb "joodi pit" ja algab reaktori Xenoni mürgistuse. Vastavalt "normaalse" - see oli vaja liituda reaktoriga, kuid sel juhul katse langetatud turbiini katse ei toodeta, kõik tulenevad siin halduslike tagajärgedega. Selle tulemusena otsustas Chaps personal tõsta reaktori võimsuse ja jätkata katset.

2. Ülaltoodud materjali puhul võib näha, et tuumareaktsioonitee tootja saab juhtida tuumareaktsiooni kiirust (reaktori võimsus), liigutades juhtpulda reaktori aktiivseks tsooniks. Reaktori võimsuse tõstmiseks (katse lõpuleviimiseks) kuvati reaktori aktiivsest tsoonist peaaegu kõik juhtvardad.

Lugeja, ei ole tuttav "tuumaenergialiikide", see oli selgem - saate tuua järgmise analoogia lastiga peatatud kevadel:

  • Koormus (pigem selle positsioon) on reaktori võimsus;
  • Kevad on sõiduraja vahend (reaktorivõimsus).
  • Tavalises asendis on lasti ja kevadel tasakaalus - lasti teatud kõrgusel ja kevadel venitatakse teatud väärtuse jaoks.
  • Kui reaktori elektrikatkestus ("joodi pit") - lasti läks maapinnale (ja väga palju).
  • Et "tõmmata" reaktor, käitaja "tõmmatakse kevadel" (tuletatud kontrollvardad; ja see oli vajalik just vastupidi - sisestada kõik vardad ja uputada reaktorit, st vabastada kevadel, nii et koormus langes maha). Aga lastipesu süsteemil on mõningane inerts ja mõnda aega pärast käitaja kevade tõmbamist liigub koormus ikka veel alla. Ja operaator tõmbab jätkuvalt üles.
  • Lõpuks jõuab lasti madalamale punktile ja kevadel tegutsemise (juba korraliku) all hakkab liikuma üles - reaktori võimsus hakkab järsult kasvama. Lasti lendab kiiremini üles (kontrollimatu ahela reaktsioon tohutu soojuse rõhuga) ja operaator ei saa midagi teha, et kustutada kauba liikumise inerts. Selle tulemusena võidab lasti operaatori otsaesises.

Jah, Tšernobõli operaatorid, kes võimaldasid elektriüksuse plahvatuse, maksis nende vea eest kõrgeima hinna - nende elu.

Miks Tšernobi personal sel viisil tegutses? Üks põhjusi oli asjaolu, et tuumareaktori juhtimise süsteem ei andnud operatiivteabe käitaja reaktoris esinevate ohtlike protsesside kohta.

Siin on, kuidas A.S. Dyatlov alustab oma raamatut "Tšernobõli. Kuidas see oli":

26. aprill 1986 korraga kakskümmend kolm minutit nelikümmend sekundit, tellis Alexander Akimov, Alexander Akimov, tellitud reaktori lõpus töö lõpus enne peatamist elektriüksuse planeeritud Remont. Käsk on esitatud rahulik töökeskkonnas, tsentraliseeritud juhtimissüsteem ei salvesta ühte hädaolukorda või hoiatussignaali reaktori või serveerimissüsteemide parameetrite kõrvale kaldumiseks. Reaktori operaatori Leonid TOPTUNOV võttis välja AZ-nupu, mis kaitseb kogemata eksliku pressi eest ja vajutasid nuppu. Selle signaali kohaselt liigutatakse 187 reaktori vardad aktiivses tsoonis. Valgustuse tuled Pargitud MPMotablo ja tuli liikumise noole noolel vardapositsiooni osutid. Alexander Akimov, seisab külmas reaktori juhtpaneelile, vaatasin ka seda, ma nägin ka Ar "darted vasak" näitajate "bunnies" (tema väljendus), nagu see peaks olema, mis tähendas vähenemist Reaktori võimsus pöördus turvaelemendi poole, mida tekib katse läbi.
Aga siis oli midagi, mis ei suutnud ennustada kõige piiramatut fantaasia. Pärast väikest vähenemist hakkas reaktori võimsus järsku suureneva kiirusega suurenema, ilmusid hädaolukorra signaalid. L. TOPTUNOV karjus võimu suurendamisel. Aga midagi ei olnud tema võimuses. Kõik, mida ta oleks võinud teha - hoidis AZ nuppu, suz vardad läksid aktiivse tsooni. Tema käsutuses ei ole muid vahendeid. Ja kõik teised ka. A. Akimov karjus: "Wilderness Reactor!". Hüppas konsooli ja de-pingestatud elektromagnetilised sidurid draivide sus rods. Tegevus on tõene, kuid kasutu. Lõppude lõpuks, SUZ loogika, see tähendab, et kõik selle elemendid loogika skeemid, töötas õigesti, vardad läksid tsooni. Nüüd on selge - pärast AZ-nupu vajutamist ei olnud ustavaid tegevusi, päästetööriistad. Muu loogika keeldus!
Kaks võimas plahvatust, millele järgnes lühike vahe. Vardad AZ lõpetas liikumiseta ilma teede möödudes ja pooleks. See oli kuhugi minna.
Ühe tunni ja kakskümmend kolm minutit, nelikümmend seitse sekundit varises reaktoris kiirelt neutroni kiirendamisel. See on kokkuvarisemine, piiri katastroof, mis võib olla energiareaktoris. Ta ei mõistnud, et nad ei ole tema jaoks ette valmistanud, ploki lokaliseerimise tehnilisi meetmeid ei pakuta ...

Need., Paar sekundit enne katastroofi ei kahtlustanud töötajad isegi lähenemise ohtu! Kogu absurdse olukorra viimistlus oli hädaabi nupu vajutamine, mille järel plahvatus toimus - te kiirustate autole ja piduri lähedal enne takistust, kuid auto on veelgi kiiremini kiirenenud ja takistas takistuseks. Õigluse huvides tuleb öelda, et hädaabinupu vajutamine ei suutnud olukorda mõjutada - see kiirendas ainult reaktori vahetu plahvatuse mitmeks hetkeks, kuid fakt jääb asjaolule - hädaabi kaitse puhus reaktorit !

Kiirguse mõju inimese kohta

Mis on nii ohtlikud inimtegevusest valmistatud tuumakatastroofid (mitte mainida tuumarelvi)?

Lisaks kolossaalse energia koguse vabanemisele, mis toob kaasa suurema hävitamiseni, lisatakse tuumareaktsioonid kiirguse kiirguse ja selle tulemusena maastiku kiirguse saastumise.

Mis on elusorganismi jaoks nii kahjulik kiirgus? Ärge tooge sellist kahju kõike elus, siis Chernobyli õnnetuse kohta kõik oleks unustatud, kuid aatomipommid See jäi vasakule ja paremale.

Kiirgus hävitab elusorganismi rakud kahel viisil:

  1. kütte tõttu (kiirguse põletamine);
  2. rakkude ioniseerimise tõttu (kiirgushaigus).

Radioaktiivsed osakesed ja kiirguse ise on kõrge kineetiline energia. Kiirgus tekitab soojust. See soojus analoogiaga päikesepõletusega põhjustab kiirguse põletamise, hävitades keha kudede.




























Tagasi edasi

Tähelepanu! Eelvaate slaidid kasutatakse ainult informatiivsetel eesmärkidel ja ei pruugi anda ideid kõigi esitlusvõime kohta. Kui olete huvitatud see tööPalun laadige täielik versioon alla.

Eesmärgid Õppetund:

  • Haridus: olemasolevate teadmiste tegelikkus; Jätkake mõistete moodustamist: Uraani tuumaahela jagunemine, ahela tuumareaktsioon, selle voolu tingimused, kriitiline mass; tutvustada uusi kontseptsioone: tuumareaktor, tuumareaktori peamised elemendid, tuumareaktori seadistus ja selle tegevuse põhimõte, tuumareaktsiooni kontrollimine, tuumareaktori klassifikatsioon ja nende kasutamine;
  • Arendamine: Jätkake oskuste teket, et jälgida ja teha järeldusi ning arendada ka intellektuaalsed võimed õpilaste uudishimu;
  • Haridus: jätkata haridust hoiakute füüsika eksperimentaalse teadusena; Harida kohusetundliku suhtumise töösse, distsipliini, positiivse suhtumise vastu.

Õppeliigi tüüp: Uue materjali uurimine.

Varustus: Multimeedia paigaldus.

Klasside ajal

1. Organisatsiooni hetk.

Poisid! Täna, õppetund, me kordame jagamise uraani tuumareaktsiooni, nende voolu tingimusi, kriitilise massi tingimusi, õppida, mida tuumareaktor, tuumareaktori peamised elemendid, tuumareaktori seade ja põhimõte Selle toimimisest, tuumareaktsioonide kontrollimisest, tuumareaktori klassifikatsiooni ja nende kasutamiseks.

2. Kontrollige uuritud materjali.

  1. Uraani nuclei jagamise mehhanism.
  2. Rääkige meile ahela tuumareaktsiooni voolamise mehhanismi kohta.
  3. Esitage näide uraani tuuma tuumalõhustamise reaktsioonist.
  4. Mida nimetatakse kriitiliseks massiks?
  5. Kuidas on ahela reaktsioon uraani, kui selle mass on vähem kriitiline, kriitilisem?
  6. Mis on võrdne uraani kriitilise massiga 295, on võimalik vähendada kriitilist massi?
  7. Milliseid viise saate muuta keti tuumareaktsiooni käigus?
  8. Milline on kiire neutronite aeglustamise eesmärk?
  9. Milliseid aineid kasutatakse aeglustajana?
  10. Tänu sellele, millised tegurid võivad uraani imeda vaba neutronite arvu suurendada, tagades seeläbi selle reaktsiooni võimaluse?

3. Uue materjali selgitus.

Poisid, vastake sellele küsimusele: Mis on mis tahes tuumaelektrijaama peamine osa? ( tuumareaktor)

Hästi tehtud. Nii poisid nüüd elavad selles küsimuses.

Ajalooline viide.

Igor Vasilyevich Kurchatov - Aatomienergia Instituudi akadeemik, asutaja ja esimene direktor 1943. - 1960. Aatomiprobleemi peamine teaduslik juht NSVLis, üks tuumaenergia kasutamise asutajatest rahumeelsetel eesmärkidel. NSV Liidu Teaduste Akadeemia akadeemik (1943). Esimese aatomi Nõukogude pommi testid viidi läbi 1949. aastal. Neli aastat hiljem viidi edukad testid kõigepealt maailmas. vesinikupommid. Ja 1949. aastal alustas Igor Vasilyevich Kurchatov tuumaelektrijaama projekti tööd. Tuumaelektrijaam - Aatomienergia rahumeelse kasutamise rahuosas. Projekt lõpetati edukalt: 27. juuli 1954 Meie tuumaelektrijaam sai esimene maailmas! Kurchatov Flayed ja lõbus lapsena!

Tuumareaktori määramine.

Tuumareaktorit nimetatakse seadmeks, kus toetatakse kontrollitud ahelreaktsiooni mõne raske tuumade jagamise reaktsiooni.

Esimene tuumareaktor ehitati 1942. aastal Ameerika Ühendriikides E. Fermi juhtimisel. Meie riigis ehitati esimene reaktor 1946. aastal I. V. Kurchatovi juhtimisel.

Tuumareaktori põhielemendid on:

  • tuumakütus (uraani 235, uraani 238, plutoonium 239);
  • neutronimängija (raske vesi, grafiit jne);
  • jahutusvedelik reaktori (vee, vedela naatriumi jne) toimimise käigus tekkinud energia väljundi väljund;
  • Reguleerivad vardad (boor, kaadmium) - väga neelavad neutronid
  • Kaitsev kesta, kiirguse edasilükkamine (betoon raua täiteainega).

Tööpõhimõte tuumareaktor

Tuumakütus asub aktiivses tsoonis vertikaalsete vardade kujul, mida nimetatakse kütuseelementideks (TVEL). Mustandurid on mõeldud reaktori võimsuse reguleerimiseks.

Iga kütuse varraste mass on seega oluliselt vähem kriitiline, seetõttu ei saa ühel varras ahela reaktsiooni tekkida. See algab pärast kõigi uraani vardade aktiivses tsoonis sukeldamist.

Aktiivset tsooni ümbritseb aine kiht, mis peegeldab neutronite (reflektor) ja betooni kaitsekatte kaitset, neutronite ja teiste osakeste edasilükkamist.

Kütuserakkude soojuse häirimine. Jahutusvedelik on veesisalduse varras, kuumutage kõrgel rõhul kuni 300 ° C-ni, siseneb soojusvahetitele.

Soojusvaheti roll - vee, kuumutatud 300 ° C juures, annab tavalise vee soojuse, muutub auruks.

Tuumareaktsiooni juhtimine

Reaktorikontroll viiakse läbi kaadmiumi või boori sisaldavate vardade abil. Vardadega\u003e 1 laiendatud aktiivsest tsoonist ja kui see on täielikult perspektiivis - kuni< 1. Вдвигая стержни внутрь активной зоны, можно в любой момент времени приостановить развитие цепной реакции. Управление ядерными реакторами осуществляется дистанционно с помощью ЭВМ.

Aeglase neutronite reaktor.

Uraani-235 tuuma kõige tõhusam jaotus toimub aeglase neutronite toimel. Selliseid reaktoreid nimetatakse aeglase neutroni reaktoritena. Lõhustamise reaktsiooni tulemusena moodustatud sekundaarsed neutronid on kiired. Selleks, et nende hilisema suhtlemine uraani-235 tuumaga ahelreaktsioonis on need kõige tõhusamalt aeglustuvad, sisestades moderaatori aktiivse tsooni - aine, mis vähendab kineetilist neutron energiat.

Kiire neutroni reaktor.

Fast Neutron reaktorid ei saa töötada loodusliku uraani. Reaktsiooni võib säilitada ainult rikastatud segus, mis sisaldab vähemalt 15% uraani isotoopi. Fast Neutron reaktorite eeliseks on see, et nende tööga moodustub märkimisväärne hulk plutooniumi, mida saab seejärel kasutada tuumakütusena.

Homogeensed ja heterogeensed reaktorid.

Tuumareaktorid, sõltuvalt kütuse ja retardse vastastikusest paigutusest jagunevad homogeenseks ja heterogeenseks. Homogeenses reaktoris on aktiivne tsoon kütuse homogeenne mass, moderaator ja jahutusvedelik lahuse, segu või sulami kujul. Heterogeenset nimetatakse reaktoriks, milles kütuse plokkide või kütusekomplektide kujul asetatakse aeglustajasse, moodustades selle õige geomeetrilise võrgu.

Sisemise energia ümberkujundamine aatomiteravilja elektrienergias.

Tuumareaktor on tuumaelektrijaama põhielement (NPP) termilise tuumaenergia muutmine elektriliseks. Energia muundamine toimub järgmise skeemi järgi:

  • sisemine energia Uraani nuclei -
  • kineetiline neutronne energia ja põhilised fragmendid -
  • vee sisemine energia -
  • sisemine energiapaar -
  • kineetiline energiapaar -
  • turbiini rootori kineetiline energia ja generaatori rootor -
  • electric Energy.

Tuumareaktori kasutamine.

Sõltuvalt eesmärgist on tuumareaktorid energia-, muundurid ja mitmekordsed, teadusuuringud ja mitmeotstarbelised, transport ja tööstuslikud.

Tuumaenergiareaktorit kasutatakse tuumaelektrijaamade elektrienergia tootmiseks laevaelektrijaamades, tuumaelektrijaamades, samuti sisse tuumajaamad Soojusvarustus.

Reaktorid, mis on ette nähtud loodusliku uraani ja tooriumi teisese tuumakütuse tootmiseks, nimetatakse muunduriteks või mitmekordistamiseks. Sekundaarse tuumakütuse reaktoris-konverteris on väiksem kui algselt kulutatud.

Reaktor-kordajates viiakse läbi tuumkütuse laiendatud reprodutseerimine, st. Selgub rohkem kui kulutatud.

Teadusreaktorit kasutatakse neutroni interaktsiooniprotsesside uurimiseks ainega, uurides reaktori materjalide käitumist neutroni ja gammakiirguse intensiivväljal, radioloogilistes uuringutes, isotoopide tootmine, tuumareaktori füüsika eksperimentaalsed uuringud.

Reaktoritel on erinev võimsus, statsionaarne või impulsirežiim. Mitmeotstarbeline on reaktorid, mis pakuvad näiteks mitmel eesmärgil, näiteks energia genereerimiseks ja tuumakütuse saamiseks.

Keskkonnakatastroofid tuumaelektrijaamades

  • 1957 - UK-i õnnetus
  • 1966 - Aktiivse tsooni osaline sulatamine pärast reaktori jahutuse ebaõnnestumist ei ole Detroiti kaugel.
  • 1971 - USA jõgi läks palju saastunud vett
  • 1979 - suurim õnnetus USAs
  • 1982 - radioaktiivse auru emissioon atmosfääri
  • 1983 - kohutav õnnetus Kanadas (20 minutit voolas radioaktiivse veega - ton minutis)
  • 1986 - Õnnetus Ühendkuningriigis
  • 1986 - Õnnetus Saksamaal
  • 1986 - Chernobyl NPP
  • 1988 - tulekahju NPPS-is Jaapanis

Modern NPPS on varustatud arvutiga ja enne, isegi pärast õnnetust jätkavad reaktorid töötavad, kuna automaatset sulgemissüsteemi ei toimunud.

4. Materjali kinnitamine.

  1. Mida nimetatakse tuumareaktoriks?
  2. Mis on tuumaenergia reaktoris tuleohtlik?
  3. Milline aine toimib neutroni retardina tuumareaktoris?
  4. Mis on neutroni retarbeli eesmärk?
  5. Mis reguleerivad vardad? Kuidas neid kasutada?
  6. Mida kasutatakse jahutusvedelikuna tuumareaktoritena?
  7. Mis on vaja iga uraani varda massi jaoks vähem kriitilise massi jaoks?

5. Katse täitmine.

  1. Millised osakesed osalevad uraani nuclei divisjonis?
    A. prootonid;
    B. Neutron;
    V. Elektronid;
    G. Kerneli Helia.
  2. Mis on uraani mass on kriitiline?
    A. suurim, kus keti reaktsioon on võimalik;
    B. Iga kaalu;
    B. väikseim, kus keti reaktsioon on võimalik;
    Massa, kus reaktsioon lõpeb.
  3. Mis on ligikaudu võrdne uraani kriitilise massiga 235?
    A. 9 kg;
    B. 20 kg;
    B. 50 kg;
    G. 90 kg.
  4. Milliseid aineid allpool loetletud võib kasutada tuumareaktoritena neutronianalüüsi?
    A. Grafiit;
    B. Kaadmium;
    V. Raske vesi;
    G. BOR.
  5. Voolu ahela tuumareaktsiooni tuumaelektrijaamas, on vaja, et neutronide paljunemise koefitsient oli:
    A. on 1;
    B. Rohkem kui 1;
    B. Vähem kui 1.
  6. Raskete aatomite rajooni määra reguleerimine tuumareaktorites toimub:
    A. neutroni neeldumise tõttu neelade langetamisel absorbendiga;
    B. Tänu suurenemisele jahutusradiaator suurendades jahutusvedeliku kiirust;
    B. suurendades elektripuhkust tarbijatele;
    G. vähendades tuumakütuse massi aktiivsetes tsoonides kütusega eemaldamisel aktiivsetes tsoonides.
  7. Millised energia transformatsioonid esinevad tuumareaktoris?
    A. Aatomituumade sisemine energia muutub kerge energiaks;
    B. Aatomituumade sisemine energia muutub mehaaniliseks energiaks;
    B. Aatomituumade sisemine energia muutub elektrienergiaks;
    G. vastuste hulgas ei ole õigust.
  8. 1946. aastal ehitati esimene tuumareaktor Nõukogude Liidus. Kes oli selle projekti juht?
    A. S. Koroolev;
    B. I. Kurchatov;
    V. D. Sahharov;
    G. A. Prokhorov.
  9. Millisel viisil peate tuumaelektrijaamade usaldusväärsuse parandamiseks kõige vastuvõetavamaks parandamiseks ja väliskeskkonna infektsiooni vältimiseks?
    A. reaktorite arendamine, mis on võimelised reaktori aktiivse tsooni automaatselt jahutama, olenemata operaatori tahtest;
    B. Tuumaelektrijaamade toimimise suurendamine, NPP-ettevõtjate professionaalse valmisoleku tase;
    B. Tuumaelektrijaamade väga tõhusate demonteerimistehnoloogiate arendamine ja radioaktiivsete jäätmete ringlussevõtt;
    Reaktorite asukoht sügava maa all;
    D. Tuumaelektrijaamade ehitamise ja toimimise keeldumine.
  10. Millised reostuse allikad ümbritsev Kas NPP töö?
    A. Uraani tööstuse;
    B. Erinevate tüüpide tuumareaktorid;
    B. Radiokeemiline tööstus;
    G. Radioaktiivsete jäätmete töötlemise ja kõrvaldamise kohad;
    D. Radionukliidide kasutamine rahvusmajandus;
    E. Tuumaplahvatused.

Vastused: 1 b; 2; 3; 4 A, B; 5 a; 6 a; 7 V; 8 b; 9 B. In; 10 A, B, B, G, E.

6. Õppetulemused.

Mis uut õppinud täna õppetund?

Mida sa õppetundis soovisid?

Millised on küsimused?

Täname õppetundi töö eest!

Numberreaktori skemaatiline diagramm termilisel (aeglasel) neutronitel on näidatud joonisel 5.1, siin 1 - juhtivardad, 2 - bioloogiline kaitse, 3 - raske kaitse, 4 - moderaator, 5 - tuumakütuse (kütus).

Neutroni puhul uraani isotoobi 235 südamikus jaguneb kaheks osaks ja mitmeks (2,5-3) uued sekundaarse neutronid lendavad välja (2,5-3). Tuumareaktori ahela reaktsiooni säilitamiseks on reaktori aktiivses tsoonis vajalik tuumakütuse mass ei ole olnud vähem kriitiline. Reaktor peab sisaldama sellist numbrit. 235 U.Nii et keskmiselt üks saadud neutronite numbrite arv iga jaotusseaduse võib põhjustada järgmise divisjoni seaduse enne selle lahkub aktiivse tsooni reaktori.

Joonis 5.1. Tuumareaktori mõiste termo neutronite

Kui neutronite arvu säilitatakse konstantsena, jaotatakse lõhustumise reaktsioon. Mida suurem on olemasolevate neutronite arvu statsionaarne tase, seda suurem on reaktori võimsus. 1 MW võimsus vastab ahela reaktsioonile, mille juures 1 sekundis on 3,10 16 rajooni.

Kui neutronite arv suureneb, siis tekib soojuse plahvatus, kui see väheneb, peatub reaktsioon. Reaktsiooni voolukiiruse reguleerimine on tehtud kontrollvardade kasutamine 1.

Tuumareaktori praegust olukorda võib iseloomustada tõhus neutronite paljundamise koefitsient või reaktiivsus, mis on seotud üksteisega suhe:

Neid väärtusi iseloomustavad järgmised väärtused:

· - ahela reaktsioon suureneb aja jooksul, reaktor on ülekriitilises olekus, selle reaktiivsus;

· - Reaktor on pidevalt põhiliste vaheseinte arv stabiilses kriitilises seisundis.

Tuumareaktor võib töötada antud võimsusega pikka aega ainult siis, kui sellel on reaktiivsuse reaktsioonivõime töö alguses. Tuumareaktori töötamise protsessis kütuse kogunemise tõttu muudavad jaotuse fragmendid selle isotoopi ja keemiline koostisTransanoneelementide moodustumine, peamiselt PU. Reaktoris esinevad protsessid vähendavad aatomituumade jaotuse ahelreaktsiooni voolamise võimalust.

Keti reaktsiooni säilitamiseks ja rakendamiseks on vaja piirata neutronite imendumist reaktori aktiivse tsooni materjalidega. See saavutatakse selliste materjalide abil (bioloogilise 2 ja termilise kaitse jaoks), mis vähemalt osaliselt (ideaalses kohtuasjas 50%) peegeldavad neutronite, st ei neela neid. Eriti oluline on valik jahutusvedeliku, kes teenindavad soojuse ülekandmist aktiivsest tsoonist turbiini.

Osakonna tulemusena tekkinud neutronid võivad olla kiired (suurema kiirusega) ja aeglane (termiline). Tõenäosus hõivamiseks aeglane neutron südamik 235 U. Ja selle hilisem lõhenemine on suurem kui kiire neutron. Seetõttu ümbritsevad twieters 5 eriliste aeglustajatega 4, mis aeglustavad neutronsi, neelavad neid nõrgalt. Vähendada neutroni lekke reaktorist, see on varustatud reflektoriga. Allatangid ja helkurid, grafiit, rasked ( D 2 O.), tavaline vesi jne

Statsionaarsete olemasolevate neutronite arv määrab nuclei jagunemise poolt moodustatud generaatorite arvu, mis erineb erinevates suundades tohutu kiirusega. Fragmentide pidurdamine toob kaasa kütuse kuumutamise ja kütuse seintele. Selle soojuse eemaldamiseks reaktorisse serveeritakse jahutusvedelikKelle küte on reaktori operatsiooni eesmärk. Sageli sama aine, näiteks tavaline vesi, täidab funktsioone jahutusvedelik, aeglustaja ja reflektor. Veevarustus reaktorisse tehakse kasutades peamised ringlevad pumbad(HCN).

Neutron tuumareaktsioon jagamise raske tuumade, nagu juba märgitud, on peamine ja keskne reaktsioon tuumareaktorite. Seetõttu on mõttekas juba hakanud tutvuma füüsiliste ideedega lõhustumisreaktsiooni ja selle omaduste kohta, et ühel või teisel määral määravad oma jäljed kõikidele elujuhistele ja kõige keerulisema tehnilise kompleksi elule, mida nimetatakse tuumaelektrijaama.

Idee Uraani-235 kerneli jagamise idee visuaalsetes piltides annab joonisele.2.6.

Neutroni südamiku mass ja põnevil komposiitmaterjali fragmendid

Neutroni osakond

Joonis 2.6. Kerneli 235 U jagamise skemaatiline vaade.

Selle skeemi põhjal võib kirjutada jaotise reaktsiooni üldine "võrrand" (mis on üsna loogiline kui rangelt matemaatiline):

235 U + 1 N  (236 U) *  (F 1) * + (F 2) * +  5. 1 n + a + b + c + e

- (F 1) * ja (F 2) * - sümboolne märge erutatud Jaotuse fragmendid (indeks (*) siin ja siis tähistasid ebastabiilseid, põnevaid või radioaktiivseid elemente); SHARD (F 1) * Kas mass A 1 ja Charge Z 1, fragment (F2) * - Mass A 2 ja laengu z 2;

-  5. 1 N tähistab  5-neutronid jagamise neutronid, mis vabanevad iga uraani-235 tuuma jagamise igas aktis;

- ,  ja  - osakesed, -osakesed ja -kvant, mille keskmine arv, mille jagamine Uraani-235 tuuma jagamise aktiveeritakse vastavalt vastavalt A, B ja C-ga;

    - jagunemise aktiveeritud energia keskmine summa.

Me rõhutame uuesti: ülalpool salvestatud väljend ei ole võrrand sõna ranges tähenduses; Salvestamise vorm on üsna lihtne meelde jätta, mis peegeldab neutroni lõhustamise reaktsiooni põhijooned:

a) jagamise fragmentide moodustumine;

b) uute vaba neutronite moodustamine jagamise ajal, mis jätkab helistamist Neutroni osakond;

c) radioaktiivsus fragmentide jagunemise, mis põhjustab nende edasise ümberkujundamise jätkusuutlikumaid moodustumisi, mille tõttu number tekib kõrvalmõjud - nii positiivne, kasulik ja negatiivne, mida tuleks arvesse võtta tuumareaktorite projekteerimisel, ehitamisel ja kasutamisel;

d) energia vabastamine divisjoni ajal - lõhustamise reaktsiooni peamine vara, mis võimaldab luua energia tuumareaktor.

Eespool loetletud füüsikalised protsessid, mis kaasnevad lõhustumisreaktsiooniga, mängib reaktoris teatud rolli ja tal on oma praktiline väärtus. Seetõttu me tutvume nendega rohkem.

2.2.1. Jagamise fragmentide moodustumine. Kerneli jagamise ühel toimingul saate teataval määral fenomenoonist rääkida juhuslikPidades silmas, et raske uraani tuum, mis koosneb 92 prootonist ja 143 neutronid on põhimõtteliselt kooskõlas erinevate fragmentidega erinevate aatomi massidega. Sellisel juhul saab võimaluse hinnata tuumiku jagamise kohta 2, 3 või enama fragmendiga probabilistlike mõõtmistega. Vastavalt antud andmetele, tõenäosus tuum jagunemise kaheks fragmendiks on rohkem kui 98% seetõttu valdav enamus jaotustest valmis moodustumise kahe fragmendi.

Divisjonitoodete spektroskoopilised uuringud on loodud rohkem kui 600 kvalitatiivselt erineva divisjoni fragmendi erinevate aatomi massidega. Ja siin ilmnes suur hulk divisjonide koheselt ilmnenud üldmudel mida saab lühidalt väljendada sellisena:

Teatava aatomi massi fragmendi ilmumise tõenäosus, millel on konkreetse nukliidi massivastase jagunemine - väärtus on selle eraldatava nukliidi suhtes rangelt määratletud.

Seda suurust kutsutakse kutsutud eriline tootlus killustik tähistatakse väike kreeka kirja i. (Gamma) alumise indeksiga - keemilise elemendi sümbol, mille südamik on see fragment või isotoopi sümbol.

Näiteks füüsikalistes katsetes registreeriti see, et Ksenone-135 (135 XE) fragmendid iga tuhande tuhande 1 235 u jaotuste rakendamisel ilmuvad keskmiselt kolmel juhul. See tähendab, et 135 XE fragmendi eriline väljumine on

Xe. \u003d 3/1000 \u003d 0,003 kõigist rajoonidest,

ja seoses ühe toiminguga kerneli 235 u väärtuse  XE \u003d 0,003 \u003d 0,3% - seal Tõenäosus, et osakond lõpeb fragmendi moodustumisega 135 Hee.

Mitmesuguste aatomite fragmentide moodustumise mustrite visuaalne hindamine erinevate aatomite masside jagunemise kujundamisel annab fragmentide spetsiifilise väljumise kõverad (joonis 2.7).

10

70 80 90 1 110 120 130 140 150 A, A.E.M.

Joonis fig. 2.7. Erinevate aatomimasside jagamise fragmentide eriväljapääsud

diveerides tuuma 235 U (tahke joone) ja 239 pus (katkendjoon).

Nende kõverate olemus võimaldab teil järeldada järgmist:

a) Divisjoni ajal moodustunud fragmentide aatomi massid, valdav enamik juhtumeid on 70 × 165 a.ee.m. Täiendavam saagis rohkem kopsud ja rohkem raskete fragmentide on väga väike (ei ületa 10 -4%).

Ö

c) kõige sagedamini moodustatud kopsud Shards massinumbrid vahemikus 83 104 A.M. ja raske Shards A \u003d 128 × 149 a.ee.m. (Nende konkreetne saagis on 1% või rohkem).

d) rajoon 239 PE termilise neutronite toime alusel raskemini Shards võrreldes jagamise fragmentidega 235 U.

*) Tulevikus reaktori kineetika uurimisel ja mürgistuse ja paigaldamise protsesside uurimisel, peame siiski viitama paljude jagamise fragmentide spetsiifiliste saagikute väärtuste väärtuste väärtustest füüsilise erinevuste kirjeldavate diferentsiaalvõrrandite valmistamisel protsessid reaktori aktiivses tsoonis.

Selle väärtuse mugavus on see, et faktide reaktsiooni kiirus (kütusekoosseisu mahuühiku jaotuste arv ajaühiku kohta), on lihtne arvutada mis tahes jagamise fragmentide moodustumise kiirust, seda mille kogunemine reaktoris on kuidagi mõjutab selle töö:

I-TH fragmentide tootmise määr \u003d i. (Lõhustamise reaktsiooni kiirus)

Ja veel üks märkus, mis on seotud jagamise fragmentide moodustamisega. Loodud jagamise fragmentide jagamisel Kõrge kineetilised energiad. Selle kineetilise energia edastamine kütuse koostise keskmise aatomitega kokkupõrkeid, seeläbi killud suurendada aatomite ja molekulide keskmist kineetilist energiat, \\ t et vastavalt ideede kineetilise teooria tajub meile nagu Temperatuuri tõus Kütuse koostis või AS Kuumutage selles.

Enamik reaktori soojust moodustub sel viisil.

See on kindel positiivne roll fragmentide moodustamise tööprotsessis energia tuumareaktori tööprotsessis.

2.2.2. Neutroni osakonna moodustumine. Key füüsilise nähtuse kaasas protsessi jagamise raske tuumasse on Tühjendades põnevaid fragmente lõhustumise sekundaarse kiire neutronite, Muidu kutsus instant neutronidvõi Neutroni osakond.

Selle nähtuse tähendus (avatud f.zholio-curie töötajatega - albano ja COVARSKI - 1939. aastal) on vaieldavad: Tänu temale on raske tuumas jagamisel uued vaba neutronid need, mis põhjustasid rajooni; Need uued neutronid võivad suhelda teiste tsentreeritud kütusega ja põhjustada nende osakondade kaasamisega uue jagunemise uute neutronite emissiooni jne.See tähendab jagunemise neutronite moodustumist, võimalust korraldama protsess järgneb aja jooksul ühtlaselt pärast teise jaotuskajastusi kütuse sisaldava söötme vaba neutronite väliseallikaga. Sellisel kohaletoimetamisel lihtsalt rääkides ei ole vajalik, kuna "tööriistad" peagi, millega põhiosasid tehakse, asuvad Siin selles keskkonnasassotsieerunud riigis jagades tuumas; Selleks, et "paigutada juhtumi" seotud neutronite, peavad nad olema vabastanud, st lõhkuvad tuuma fragmentide ja seejärel - kõik fragmendid ise sundivad: nende põneva oleku tõttu tekivad nad " Ekstra "neutronid nende koostisest, mis häirivad nende jätkusuutlikkust ja see toimub 10 -15-10 -13 ° C-ga, mis langeb kokku suurusjärgus komposiittuumi viibimise ajal põnevil olekus. See kokkusattumus on andnud põhjuse ideedele, et divisjoni neutronid ilmuvad Mitte pärast jagamise lõppu põnevil fragmentide neutronite neutronitest, kuid otseselt lühikese aja jooksul, mille jooksul tuum on jagatud. See on N. pärast Division Actions ja ajal Käesolev seadus, justkui samaaegselt tuuma hävitamisega. Samal põhjusel nimetatakse neid neutronite sageli Instant neutronid.

Proovide ja neutronite võimalike kombinatsioonide analüüs erinevate aatomite masside stabiilses tuumas (pidage meeles stabiilset tuuma diagrammi) ja võrdlus lõhustumistoodete kvalitatiivse koosseisuga on näidanud hariduse tõenäosusjätkusuutlik shards ajal jagamise ajal on väga väike. See tähendab, et valdav enamus fragmendid on sündinud ebastabiilne ja võib eraldada ühe, kaks, kolm või isegi rohkem "üleliigne" nende stabiilsuse neutronide jagunemise ja see on selge, et iga teatud põnevil fragment peaks eraldama Tema rangelt määratletud, NEUTRONi osakonna stabiilsuse "tarbetute" arv.

Kuid kuna iga suure hulga rajoonidega fragment on rangelt määratletud spetsiifiline väljund, siis määratletakse iga sordi moodustunud fragmentide arv ja seetõttu lõhustume neutronite arv Samuti määratletakse iga sordi fragmentide fragmentide alusel, kuid seetõttu määratletakse nende kogusumma. Jagada neutronide jaotuste koguarvude arvu jaotuste arvu järgi, kus nad said, peame saama Divisjoni neutronite keskmine arv eraldunud ühes jagunemismis põhineb eespool esitatud põhjendusel, tuleks ka rangelt määratleda ja Konstant iga mitmesuguse nukliidide jagamise eest. See füüsiline pidev nukliidi jagamine ja on näidatud .

1998. aastani (selle konstantse väärtus on korrapäraselt selgitatud füüsiliste katsete analüüsi tulemustega üle maailma) Diviseerides termilise neutronite toimet

Uraani-235 jaoks 5 = 2.416,

Plutoonium-239 jaoks 9 = 2.862,

Plutoonium-241 jaoks 1 \u003d 2,938 jne.

Viimane märkus Nelishna: pideva väärtuse  märkimisväärselt sõltub neutronite kineetilise energia ulatusest, põhjustades rajooni ja suurendades viimaste suurendades ligikaudu otseselt proportsionaalne E.

Kahe kõige olulisema nukliidi puhul kirjeldavad ligikaudseid ülalnimetusi  (E) empiiriliste väljenditega:

Uraani-235 jaoks 5 E) = 2.416 + 0.1337 E.;

Plutoonium-239 jaoks 9 E) = 2.862 + 0.1357 E..

*) Neutroni energia asendatakse [MEV].

Seega võib nende empiiriliste valemite puhul arvutatud konstantse  väärtus erinevates neutron energias jõuda järgmistesse väärtustesse:

Niisiis, betoonse nukleide jagamisel eralduvate divisjoni neutronite esimene omadus on nendele nukliididele iseloomulik Jaotuse neutronite keskmine arv jagamise aktiga.

Asjaolu, et kõik nukliidid \u003e 1, loob teostatavuse eeltingimuse ahela Neutroni lõhustumise reaktsioon. On selge, et rakendamiseks Isekindla ahela lõhustumise reaktsioon On vaja luua tingimusi üks Toimimises saadud neutronite tingimata nimetatakse teise tuuma järgmise jagunemise ja puhata ( - 1) neutronite kuidagi Nuklei jaotusest välja jäetud. Vastasel juhul on jagamise rajoonide intensiivsus laviini sarnane kasv (mis toimub aatompomm).

Kuna praegu on teada, et konstantse ulatus See suureneb suurendades energiat neutroni osakonna, loomulik küsimus tekib: ja millist kineetilist energiat sündinud Neutroni osakond?

Vastus sellele küsimusele annab NEUTRONi osakonna teisele omadusele, kutsus Energy Spectrum neutroni osakonna ja esindades neutronijaotuse jaotuse funktsiooni nende kineetiliste energiate kaupa.

Kui ühes (1 cm 3) maht keskkonda mõnda aega ilmuvad n. Neutronid jagavad kõik võimalikud energiad Normadi energia spektri - See on energia E väärtuse funktsioon, mille väärtus, mis tahes konkreetse väärtusega, näitab, Milline osa nende neutronite osast moodustavad neutronite elementaarse intervalli tagajärgede energiaga E. Teisisõnu räägime väljendist

Energiajaotuse neutronite jaotus on üsna täpselt kirjeldatud. Watti spektraalne funktsioon (Watt):

n.(E.) = 0.4839
, (2.2.2)

graafiline illustratsioon, mille serveeritakse joonis.2.8. Järgmise leheküljel.

Vatti spekter näitab, et kuigi jaotuste neutronid ja on sündinud kõige erinevamate energiaga, mis asuvad väga laia intervalliga, Enamikul neutronitel on esialgne energia, võrdne E. nv. \u003d 0,7104 meVvastab maksimaalsele Spektraalse funktsiooni Watta. Selle väärtuse tähenduses - kõige tõenäolisem energia neutroni osakond.

Teine väärtus, mis iseloomustab energia spektrit lõhustumise neutronite - keskmine energia neutroni osakond See tähendab, et energia hulk, mida iga divisjoni neutron oleks olnud, oleks olnud, kui kõik kõigi neutronite koguenergia jagatud võrdselt jagatud nende vahel:

E CP \u003d  E) DE /  N (E) DE (2.2.3)

Asendamine (2.2.3) väljendused (2.2.2) annab väärtuse keskmine energia neutron energia

E. vrd. \u003d 2,0 meV

Ja see tähendab seda peaaegu kõik Neutroni osakond on sündinud kiire (See tähendab energiaga E. > 0.1 Meev). Aga kiiresti neutronid suhteliselt kõrge kineetiliste energiaga on sündinud veidi (vähem kui 1%), kuigi käegakatsutav osa lõhustumine neutronite ilmub energiaga 18-20 Meev.

0 1 2 3 4 5 E, MEV

Joonis 2.8. Energiaspektri neutronide osakonna on spektri beatti.

Neutroni osakonna spektrid erinevatele eraldustele erinevad üksteisest erinevad. negatiivne. Näiteks neile, kes on huvitatud USAst peamiselt 235 U ja 239 PU nukliide, keskmise energia neutronite suurused (korrigeeritud füüsiliste katsete tulemuste järgi):

E CP \u003d 1,935 MEV - 235 U ja E CP \u003d 2.00 MEV - 239 PU

Neutroniosakonna spektri keskmise energia suurus suureneb suureneb neutron energia põhjustab rajoonid, kuid see kasv on ebaoluline (Vähemalt kuni 10-12 MEV). See võimaldab seda arvesse võtta ja umbes kaaluda energia spektrit neutronide osakonna Üks erinevate tuumakütuste ja erinevate spektrite jaoks (kiirete, vahe- ja termiliste) reaktorite jaoks.

Uraani-238 jaoks, hoolimata selle jagamise läviväärtusest, langeb osakonna neutroni spektri praktiliselt ekspressiooniga (2.2.2) ja sõltuvus Keskmise neutroni osakonna arvust 8 Energiast, mis põhjustab neutroni rajooni - Ka peaaegu lineaarne läve kohal olevatel energiatel ( E. n = 1.1 Meev):

8 E) = 2.409 + 0.1389E.. (2.2.4)

2.2.3. Radioaktiivsus jagamise fragmentide. On juba öeldud, et umbes 600 liiki jaotusfragmendid, erinevad mass ja prootonitasu ja et praktiliselt kõik Nad on sündinudväga põnevil .

Juhtum muutub keerulisemaks asjaolu, et nad kannavad olulist erutusi ja pärast Jagavad jagunemise neutronid. Seega on stabiilsuse loomulikus soovil jätkuvalt peamise riigi peamise riigi taseme üle, kuni see tase saavutatakse.

See lähtestamine viiakse läbi järjekindlalt kiirgavad igasuguste radioaktiivse kiirguse (alfa, beeta ja gammakiirguse fragmentidega ja erinevate fragmentidega erinevad Radioaktiivsed lagunemine jätkub erinevates järjestustes ja (konstantse lagunemise väärtuste erinevuste tõttu) aja jooksul venitatud erinevatesse kraadidesse.

Seega ei ole mitte ainult protsessi töötava tuumareaktoris Kogunemine radioaktiivsed fragmendid, aga ka pideva protsessi muutumine: Suur hulk on teada. ahelad Järgides üksteise muutusi, mis põhjustavad stabiilse tuuma moodustumist, kuid kõik need protsessid nõuavad erinevaid ahelaid - väga väikesed ja teistele - teistele - üsna pikka aega.

Seetõttu ei kaasne radioaktiivsed kiirgused mitte ainult lõhustumisreaktsiooniga Töö Reaktor, kuid pikka aega need eralduvad kütuse pärast selle peatamist.

See tegur põhjustab esiteks erilist füüsilist ohtu - OHT Personali kiiritamine Reaktori paigaldamise serveerimine, viidates lühidalt kiirgusoht. See sunnib reaktori disaini disainereid selle ette nägema Bioloogiline kaitse Asetage see keskkonnale eraldatud piirkondadesse ja võtma mitmeid muid meetmeid, et välistada inimeste ja radioaktiivse reostuse ohtliku kiirguse võimalus.

Teiseks pärast reaktorit peatust, igat tüüpi radioaktiivse kiirguse, kuigi nad vähenevad intensiivsusega, kuid jätkuvalt suhtlevad aktiivse tsooni materjalidega ja nagu osakonna fragmendid nende vaba eksistentsi algses ajavahemikus, edastavad nende kineetilised energia aatomi aktiivse tsooni. Nende keskmise kineetilise energia tõus. I.e pärast selle peatamist reaktoris järelejäänud soojuse hajutamine .

See on lihtne mõista, et jääkoojuse hajumise võimsus reaktoris ajal peatumise ajal on otseselt proportsionaalne reaktori töö käigus kogunenud fragmentide arvuga ja selle majanduslangus määratakse veelgi poole nende fragmentide elu. Ülaltoodud järgmiselt negatiivne Divisjonifragmentide radioaktiivsuse tõttu tegur - vajalikkuspikkkoorimine reaktori aktiivne tsoon pärast tema peatust Järelejäänud soojuse põlvkondade leevendamiseks ja see on tingitud elektri käegakatsutavatest kulutustest ja ringlusseadmete mootori kaal.

Seega, radioaktiivsete fragmentide moodustumine reaktori - nähtuse jagunemise protsessis, peamiselt NegatiivneAga ... ei vali ilma hea!

Radioaktiivsete transformatsioonide fragmentide võib näha positiivne Aspekt, mille tuumareaktorid sõna otseses mõttes me võlgneme nende olemasolu . Fakt on see, et suure jaotuse fragmentide hulgast on umbes 60 tüüpi, mis pärast esimest lagunemist muutub neutronoaktiivne võimeline kiirgama nn viivitus Neutron. Reaktori mahajäänud neutronid eraldub suhteliselt veidi (umbes 0,6% genereeritud neutri koguarvust), kuid see on tingitud nende olemasolust turvaline juhtimine tuumareaktor; See on veendunud, kui uuritakse kineetika tuumareaktori.

2.2.4. Energia vabastamine jagamise ajal. Füüsika tuumalõhustamise reaktsioon on üks A. Einsteini hüpoteeside visuaalseid kinnitusi masside ja energia suhete kohta, mis seoses põhiteguriga on sõnastatud järgmiselt:

Energiasüdamiku jaguses vabastatud väärtus on otseselt proportsionaalne masside defekti suurusega ja proportsionaalsuse koefitsient selles suhetes on valguse kiiruse ruut:

E \u003d. pRL 2

Kui jagatakse masside liigse (defekti), määratletakse masside erinevus jaotusreaktsiooni (st kernelite ja neutronide) ja sellest tulenevate tuumade lõhustumistoodete (fragmendid) erinevuste vahena. Division, jagunemise neutronid ja muud mikrosaartikud eraldunud nii jagunemisprotsessis ja pärast teda).

Spektroskoopiline analüüs võimaldas suurema osa lõhustumistoodetest ja nende konkreetseid väljundeid luua. Selle põhjal selgus ei ole nii raske arvutada Era- Massiliste defektide suurused uraani-235 tuuma ja jagamise erinevate tulemustega ja neile - arvutada Keskmine väärtus vabastatakse ühes energiajaotuses, mis osutus lähedal

mC. 2 \u003d 200 meV

See on piisav, et võrrelda seda suurust vabastatud energiaga ühe enim endotermilise toiminguga Kemikaal Reaktsioonid - raketi kütuse oksüdeerimise reaktsioonid (vähem kui 10 ev) - mõista, et mikromürtomite tasemel (aatomid, südamikud) 200 Meev - väga suur energia: See on vähemalt kaheksa suurusjärku (100 miljonit korda) rohkem energiat saadud keemiliste reaktsioonide.

Jagunemise energia on hajutatud mahust, kus tuumiku jagunemine toimus erinevate materjalide kaudu kandjad: jagamise fragmendid, jagamise neutronid, - ja -osakesed, -kvant ja isegi neutrino ja antineutrino.

Jagunemise energia energia jaotus materjali kandjate vahel tuuma 235 U ja 239 PU jagamise ajal on esitatud tabelis 2.1.

Tabel 2.1. Uraani-235 tuumade ja plutoonium-239 energiajaotuse jaotus lõhustumistoodete vahel.

Jagunemise energia kandjad

Plutonia-239.

1. Kineetiline energia SHARDS Division

2. Kinetic Energy Neutroni osakond

3. Energia Instant Gamma Quanta

4. Energia -Quanta lõhustumistoodetest

5. Kinetic Energy -kiirgusfragmendid

6. Energy Antinerino

Jagunemise erinevad osad muutuvad soojuseks mitte samal ajal.

Kolm esimest komponenti on soojuses alla 0,1 ° C (loeb osakonna kuupäevast) ja seetõttu nimetatakse seetõttu instant soojustootmise allikad.

Lõhustuvate toodete - ja -kiirgus eraldatakse põnevate fragmentidega Enamik erinevaid poolväärtusaega (mitmest aktsiast teise kuni mitu kümne päeva, kui te võtate arvesse ainult fragmendid märgatav konkreetne väljund) ja seega eespool nimetatud Järelejäänud soojuse hajutamineMis on lihtsalt tänu lõhustumistoodete radioaktiivsete heitkoguste tõttu kümneid päeva pärast reaktori peatamist.

*) Väga ligikaudsete hinnangute korral väheneb reaktoris jääkoojuse hajumise võimsus pärast selle peatamist esimesel minutil - 30-35% pärast reaktori parkimise esimest tundi, see on ligikaudu 30% võimsusest Reaktor töötas enne peatamist ja pärast esimest päeva parkimist - umbes 25 protsenti. On selge, et reaktori sunniviisilise jahutuse peatamine sellistes tingimustes ei saa kõnet, sest Isegi lühiajaline lõpetamine ringluse jahutusvedeliku aktiivse tsooni on täis ohtu termilise hävitamise FWells. Alles mõne päeva pärast sunnitud reaktorit leidma, kui jääkoojuse vabanemise võimsus väheneb jahutusvedeliku tasemele loomuliku konvektsiooni tõttu, võib esimese ahela ringlusse tööriistad peatada.

Teine praktiline inseneri küsimus: kus ja millist osa jagunemise osa muutub reaktoris soojuseks? - Kuna tegemist on vajadusele korraldada erinevates tehnoloogilistes struktuurides kaunistatud erinevate sisemiste osade tasakaalustatud soojusvaheti.

Kütuse koostis, mis sisaldab jaotusi nukliidid, sisaldub suletud kestadel, mis takistavad saadud fragmentide väljundit kütuseelementide kütuse koostisest jahutusvedelikule jahutusvedelikule. Ja kui tööjaotuse fragmendid töötava reaktori ei jäta kaheks, on selge, et fragmentide ja kergelt õhukeste osakeste kineetilised energiad muutuvad soojuseks Sees fwells.

Energiat jagunemise neutronite ja -kiirguse muundatakse soojusena kütusekulude sees osaliselt: Neutronite ja -kiirgusvõime tekkimine Ugra Suurem osa nende algsest kineetilisest energiast nende sünnikohtadest.

Teadmised jagamise energia täpse väärtuse ja selle osa saadud soojusest kütuse sees on oluline, võimaldades teil arvutada veel ühe peaaegu olulise iseloomuga Konkreetne mahuline soojuse hajutamine kütusekütusel (q. v.).

Näiteks, kui on teada, et 1 cm 3 kütusekoostis TWEELE 1 S R. f. uraani-235 tuumade jaotused, see on ilmselge: selle seadme mahus (\u003d termiline võimsus 1 cm 3 kütus) genereeritud termilise energia kogus Energia tööstus) Kütus ja see väärtus on võrdne:

q. v. = 0.9 . E. . R. f. (2.2.5)

Reaktori aktiivses tsoonis soojuse vormis soojuse kujul saadud jaotuse energia osakaal sõltub selle tüübist ja seadmest ning asub (6  9)% kogujaisest energiast. (Näiteks VVER-1000-s on see väärtus ligikaudu 8,3% ja RBMK-1000 on umbes 7%).

Seega on täieliku soojuse hajumise osakaal aktiivse tsooni koguses kogu jagunemise energiast 0,96  0,99, st. Tehnilise astme täpsusega Langeb kokku jagamise energiaga.

Seega teiste tehniliste omaduste aktiivse tsooni reaktori:

- Aktiivse tsooni keskmise energia tegevus(Q V) AZ - soojusvõimsus, mis saadakse aktiivse tsooni üksuses:

(Q V) AZ \u003d (0,96-0,99) E. . R. f.E. . R. f. (2.2.6)

Kuna energia 1 Meev Süsteemi süsteemis vastab 1,602-le. 10 -13 J., seejärel reaktori aktiivse tsooni energiavarustuse suurusjärku:

(Q V) AZ  3.204. 10 -11 R. f. .

Seega, kui keskmise väärtus energia aktiivse tsooni seisukohast vaht on teada, siis Soojusvõimsuse reaktorIlmselgelt on see:

Q. p. \u003d (Q V) AZ. V. az  3.204. 10 -11 . R. f. . V. az [T.] (2.2.7)

Reaktori termiline võimsus on otseselt proportsionaalne keskmise kiirus

nende aktiivse tsooni lõhustumisreaktsioonid.

Praktiline tagajärg : Tahad reaktorit töötadapidev võimsuse tase? - Looge selles sellistes tingimustes, et selle aktiivse tsooni lõhustumise reaktsioon jätkas muutmata keskmine kiirus õigel ajal. Kas suurendada (vähendada) reaktori võimsust? - Leia meetodid sobiva suurendamise (või vähendamise) reaktsiooni kiirus a .See on tuumareaktori võimsuse juhtimise peamine tähendus.

Peegeldatud suhted ja järeldused tunduvad ilmne ainult kõige lihtsamal juhul, kui reaktoris kütusekomponent on üks uraani-235. Kuid reaktori põhjenduste kordamine koos mitmekomponendiline Kütuse koostist on lihtne kontrollida proportsionaalsuse keskmine lõhustusreaktsiooni ja termilise võimsuse reaktori kõige üldisemal juhul.

Seega on reaktori termiline võimsus ja Soojuse hajumise jaotus aktiivse tsooni Otsene proportsionaalne sõltuvus on seotud lõhustamise reaktsiooni kiiruse jaotamisega reaktori aktiivse tsooni kütuse koostise mahule.

Aga sellest, mida on öeldud, on samuti selge, et lõhustumise määr peab olema seotud vaba neutronite arvuga aktiivse tsooni keskkonnasKuna nad on (vaba neutronid) põhjustavad lõhustusreaktsioone, kiirguse püüdmist, hajumist ja muid neutronreaktsioone. Teisisõnu, lõhustamise reaktsiooni kiirus, energia vabanemine aktiivse tsooni ja termilise võimsuse reaktori peaks selgesõnaliselt seostatakse Neutronivälja omadused oma mahus.