Цепная ядерная реакция- самоподдерживающаяся реакция деления тяжелых ядер, в которой непрерывно воспроизводятся нейтроны, делящие все новые и новые ядра.Ядро урана-235 под действием нейтрона делится на два радиоактивных осколка неравной массы, разлетающихся с большими скоростями в разные стороны, и два-три нейтрона.
Цепная ядерная реакция —
самоподдерживающаяся реакция деления
тяжёлых ядер, в которой непрерывно
воспроизводятся нейтроны, делящие всё
новые и новые ядра.
Цепная ядерная реакция
Каждый нейтрон,
который вылетает,
может вызвать
деление ближайшего
к нему соседнего
атома.
200 МэВ
ядра
энергии (E)
выделяется при
делении каждого
E2
E1
1 г урана
3000 кг каменного угля
E1 = E2
Для осуществления
цепной реакции нельзя
использовать любые ядра,
делящиеся
под влиянием нейтронов.
Уран-235
Z = 92
N = 143
Атом урана-235
0,7%
природного
урана
Изотоп делится только
благодаря нейтронам,
которые обладают
энергией больше 1 МэВ.
60%
нейтронов
с энергией 1
МэВ
1 из 5
нейтронов
производит
деление
≈ 48 ч
(Т)
период
полураспада
Атом нептуния
После распада
нептуния возникает
ещё один
трансурановый
элемент — это
Плутоний.
̃̃
2400
0 лет
период
полураспада
(Т)
Атом плутония
Плутоний делится под
влиянием медленных
нейтронов.
Плутоний-239
Ядерный реактор — устройство, в
котором осуществляется управляемая
цепная ядерная реакция,
сопровождающаяся выделением
энергии.
Первый ядерный
реактор
СР-1 был построен в
1942 г.
в Чикаго (США).
Энрико Ферми
1901–1954 гг.
Реакторы на тепловых нейтронах
— реакторы, в которых основная доля
делений происходит под действием
тепловых нейтронов.
В СССР теоретические и
экспериментальные
исследования
особенностей пуска,
работы и контроля
реакторов были
проведены группой
физиков и инженеров
под руководством
академика И.В.
Курчатова.
И.В. Курчатов
1903–1960 гг.
Первый советский
реактор Ф-1 выведен в
критическое состояние
25 декабря 1946 г.
В 1949 г. введён в
действие реактор по
производству плутония.
27 июня 1954 г. вступила
в строй первая в мире
атомная электростанция
электрической мощностью
5 МВт в г. Обнинске.
Ядерный реактор
предназначен для
практического
использования энергии,
выделяемой при
радиоактивном
расщеплении U-235.
Схема энергетической установки с ядерным реактором
Постепенно стали
строить реакторы,
работающие без
замедлителя
на быстрых
нейтронах.
15%
содержание
смеси
изотопа
в обогащённой
Реактор на быстрых
нейтронах
Плутоний можно
применять в
качестве ядерного
топлива.
Плутоний-239
Схема реакторов-размножителей
HarDNox
1,5
коэффициент
воспроизводства
1
кг
1,5
кг
0,6–0,7
коэффициент
воспроизводства