Классификация ядерных реакций. Деление ядер. Критическая масса. Принцип действия ядерного реактора

Известно много типов ядерных реакций. В зависимости от частиц, вызывающих реакцию, их можно классифицировать на реакции под действием нейтронов, под действием заряженных частиц и под действием гамма-квантов. Возможна классификация ядерных реакций по энергиям их вызывающим, а так же по продуктам, возникающим в результате реакций (синтез, деление, скалывание и т.п.). И, наконец, возможна классификация ядерных реакций по их механизмам.

Деле́ние ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два (реже три) ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра (в основном альфа-частицы), нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным (в результате взаимодействия с другими частицами, прежде всего, с нейтронами). Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.

Критическая масса — в ядерной физике минимальная масса делящегося вещества, необходимая для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества больше единицы или равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.

Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.

Ядерные технологии для производства ядерного топлива и электрической энергии являются самыми опасными, непредсказуемыми и самыми дорогими технологиями, которые были когда-либо известны человечеству. Ядерные реакторы неустранимо высокорадиоактивны, т.к. наряду с выработкой энергии в них постоянно и в больших количествах образуются элементы, смертельно опасные для всего живого. Действие этих элементов продолжается сотни и тысячи лет.

Первый тип реактора: имеет 2 контура. В первом контуре вода нагревается под большим давлением в активной зоне и в пар не превращается в парогенератор, где отдаёт тепло воде второго контура пар на турбину, приводя её в движение. Такой тип реактора более надёжен, но строительство его дорого стоит.

Второй тип реактора: вода внутри реактора нагревается до температуры, близкой к кипению в пар в активной зоне на турбину, на валу которой находится электрический генератор.