2020-07-12
100
Чтобы начать разбираться в том как устроен ядерный реактор, нужно узнать, что такое атом, так как именно в нем и находится то самое ядро, которое взаимодействует с ядрами других атомов.
Атом и его строение.
Атом – мельчайшая частица простого вещества – элемента. Когда открыли атомы, им приписали свойство неделимости, так как во всех взаимодействиях между собой они вели себя как неделимые частицы.[1]
В 1911 г. было установлено, что любой атом состоит из ядра и окружающих его электронов[3]. Этот год можно считать годом рождения ядерной физики, главной задачи которой является изучение атомного ядра.[1]
В 1919 г. в составе ядра открыли протоны. Вначале предполагали (ошибочно), что в составе ядра кроме протонов[4] имеются еще и электроны. Ошибка была исправлена в 1932 г., когда в составе ядра открыли нейтроны[5]. [1]
Теперь изучение любого вещества независимо от его состояния (твердого, жидкого, газообразного) и конкретного вида в конечном итоге сводится к изучению свойств и взаимодействия трех частиц: протонов, нейтронов и электронов. Любой атом состоит из этих частиц.[1]
|
|
|
Ядерная реакция.
Ядерными реакциями называют изменения атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом.[4]
Ядерные реакции бывают нескольких видов, но в ядерном реакторе используется цепная реакция.
Цепная реакция – это ядерная реакция, при которой активная частица разбивает неактивное ядро. При этом из ядра высвобождается активная частица, которая начинает также взаимодействовать с неактивным ядром. С каждым разрывом ядра увеличивается количество свободных частиц.[4]
Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил. Одноименно заряженные частицы отталкиваются друг от друга. Поэтому сближение положительно заряженных частиц с ядрами (или ядер друг с другом) возможно, если этим частицам (или ядрам) сообщена достаточно большая кинетическая энергия. Эта энергия сообщается протонам, ядрам дейтерия[6] — дейтронам[7], α-частицам[8] и другим более тяжелым ядрам с помощью ускорителей.[2]
УСТРОЙСТВО ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
Устройство реактора.
Основными элементами ядерного реактора являются: ядерное горючее, замедлитель нейтронов, теплоноситель для вывода энергии, образующейся при работе реактора (вода, жидкий натрий и др.), и устройство для регулирования скорости реакции (вводимые в рабочее пространство реактора стержни, содержащие кадмий или бор — вещества, которые хорошо поглощают нейтроны).[2]
Снаружи реактор окружают защитной оболочкой, задерживающей излучение и нейтроны. Оболочку делают из бетона с железным наполнителем (рисунок 3).[2]
|
|
|
Рисунок 3. Схема энергетической установки с ядерным реактором.
Ядерное горючее.
Ядерное топливо – это материалы, которые используются в ядерных реакторах для осуществления цепной ядерной реакции деления.[10]
Ядерное топливо чрезвычайно высокоэффективно, но и весьма опасно для человека и может стать причиной очень серьезных аварий.[10]
Для ядерного реактора в качестве горючего используют уран (рисунок 4).[10]
Рисунок 4. Таблетки урана.
