Как работи ядрен реактор - ScienceDirect
Каква е физическата основа на ядрената енергия?
Това е реакцията на делене на тежки ядра (предимно уран и плутоний) на две осколкови ядра под действието на неутрони. В този случай тежкото ядро се разпада на две йонизирани (положително заредени) фрагментирани ядра със сравнима маса. Под въздействието на силата на отблъскване на Кулон те се разпръскват, в резултат на което по-голямата част от освободената вътрешноядрена енергия се превръща в кинетична енергия на тяхното разширяване. Обхватът на такива фрагменти в веществото е малък (микрони), следователно по време на спиране се получава интензивно нагряване на относително малък обем от това вещество. Чрез локализиране на верижна реакция на ядрено делене в такъв обем и осигуряване на система за отвеждане на топлина е възможно да се използва отделената топлина, което се случва в атомна електроцентрала.
Как работи ядрен реактор?
С цялото разнообразие от дизайни на ядрени реактори всички те имат едни и същи функционални елементи и технологични системи. Основният елемент на реактора е активната зона - структурно обособен обем, в който се зарежда ядрено гориво и където протича контролирана верижна реакция. Уран-235, който е в основата на ядреното гориво, се разделя от бавни неутрони много по-добре от бързите, поради което важен елемент от по-голямата част от реакторите е модераторът - вещество, при сблъсък с ядрата на което неутроните на делене губят първоначалната си, доста висока енергия, до термична (кинетичната енергия на топлинните неутрони, много малка, съответства на температурата на околната среда). Такива реактори се наричат реактори с топлинни неутрони. Въпреки това, когато се използва евтина обикновена вода като модератор, верижна реакция в естествения уран не се развива -поглъщането на неутрони в него е твърде голямо. Следователно в този случай е необходимо ядреното гориво да бъде обогатено по отношение на уран-235 - от 0,71% в естествения уран до 3,5-5%. Ядрата на бързите неутронни реактори са лишени от модератор, следователно, за да се постигне верижна реакция на делене, концентрацията на уран-235 (или плутоний) в тяхното ядрено гориво е много по-висока.
Верижна реакция на делене на ядра на уран-235 от неутрони
-ядрени фрагменти (разсейване с енергия E)
Схематично представяне на верижната реакция на делене на уран-235 от неутрони. За простота се приема, че при всички събития на делене се отделят еднакъв брой неутрони (три) и няма загуби (всички те от своя страна предизвикват делене на нови уранови ядра). От продуктите на третото поколение на делене са показани само неутрони.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо