Ядерные реакторы
При создании ядерного реактора следует учитывать, что _________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вероятность того, что ядро урана – 235 поглотит нейтрон, велика лишь ______________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Поэтому для того, чтобы поддерживать ценную реакцию в уране -235, необходимо:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Эти приемы используются в реакторах _______________________________________ в которых энергия выделяется за счет расщепления ядер урана– 235.
Вещества, которые способны уменьшать скорость движения нейтронов, называются замедлителями. Наиболее эффективно в качестве замедлителя вещество, ______ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Наилучшим замедлителем нейтронов могла бы оказаться обычная вода – вещество, содержащее много атомов водорода . Однако, атомы способны захватывать нейтроны. Поэтому эффективнее использовать __________________________________
В современных реакторах в качестве замедлителя (и одновременно в качестве теплоносителя) используют __________ ________________________________________.
По мере «выгорания» в реакторе урана-235, плутоний начинает вносить все больший вклад в энергетический выход. Этот материал не исчерпывается до конца. Отработанные тепловые элементы обогащены плутонием, который можно сравнительно легко выделить химическим путем и переработать в новый делящийся материал высокой эффективности.
В результате появляется возможность полностью использовать весь природный уран, превращая его в плутоний. Этот процесс называется _____________________________ ___________________________________________________________________________
Более эффективен реактор, работающий не на медленных, а на быстрых нейтронах. Чтобы «запустить» такой реактор, нужно в качестве горючего использовать урановую руду, обогащенную ураном-235 не менее чем до 15%. В таком исходном сырье реакция деления урана-235 начинается без использования замедлителя.
Реактор на быстрых нейтронах является ____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
В реакторах на быстрых нейтронах возможно использовать для получения энергии ____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Условная классификация ядерных реакций | ||
по роду участвующих в реакциях частиц | реакции под действием нейтронов; реакции под действием заряженных частиц (например, протонов, α-частиц). | |
по роду участвующих в реакциях ядер | реакции на легких ядрах (А < 50); реакции на средних ядрах; реакции на тяжелых ядрах (А > 150) | |
по энергии вызывающих их частиц | реакции на малых, средних и высоких энергиях. | |
по характеру происходящих ядерных превращений | реакции с испусканием нейтронов; реакции с испусканием заряженных частиц. | |
Реакция деления ядра | Тяжелое ядро под действием нейтронов, а как впоследствии оказалось, и других частиц делится на несколько более легких ядер (осколков), чаще всего на два ядра, близких по массе. | |
Нейтроны деления | В случае тяжелых ядер . Образовавшиеся осколки деления перегружены нейтронами, в результате чего они и выделяют нейтроны деления. | |
Пример реакции деления | ||
Цепная реакция деления | Ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты реакции. | |
Необходимое условие для развития цепной реакции | Коэффициент размножения нейтронов | |
Коэффициент размножения нейтронов | Отношение числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. | |
Самоподдерживающаяся реакция | Реакция, при которой число нейтронов с течением времени не изменяется (при k = 1). | |
Развивающаяся реакция | Реакция, при которой число делений непрерывно растет, и реакция может стать взрывной (при k > 1) | |
Затухающая реакция | Реакция при k < 1 | |
Термоядерная реакция | Реакция синтеза легких атомных ядер в более тяжелые, происходящая при сверхвысокой температуре (107 К и выше). | |
Реакция синтеза атомных ядер | Образование из легких ядер более тяжелых. | |
Пример реакции синтеза | ||
Биологическое действие радиоактивных излучений | ||
Доза излучения | Характеристика воздействия излучений на живые организмы. | |
Поглощенной дозы излучения | Е – поглощенная энергия ионизирующего излучения, m – масса облучаемого вещества | |
Единица поглощенной дозы излучения | Название – грей (1 Гр = 1 Дж/кг) | |
Естественный фон радиации (космические лучи, радиоактивность окружающей среды и человеческого тела) составляет за год дозу излучения около 2•10–3 Гр на человека. | ||
Для лиц, работающих с излучением, предельно допустимую за год дозу 0,05 Гр. | ||
Доза излучения 3—10 Гр, полученная за короткое время, смертельна. | ||
Рентген | На практике широко используется внесистемная единица экспозиционной дозы излучения — рентген (сокращенно: Р). Эта единица является мерой ионизирующей способности рентгеновского и гамма-излучений. | |
Доза излучения равна одному рентгену (1 Р), если в 1 см3 сухого воздуха при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст. образуется столько ионов, что их суммарный заряд каждого знака в отдельности равен 3·10–10 Кл. При этом получается примерно 2·109 пар ионов. | ||
Число образующихся ионов связано с поглощаемой веществом энергией. | ||
В практической дозиметрии можно считать 1 Р приблизительно эквивалентным поглощенной дозе излучения 0,01 Гр. | ||