Ядерный реактор. Атомная энергетика
Ядерный реактор. Атомная энергетика
Ядерным (или атомным) реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления некоторых тяжелых ядер
Ядерным (или атомным) реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления некоторых тяжелых ядер.
реактор на медленных нейтронах:
( обогащают природный уран, т.е.
доводят в нём содержание
до 5%).
В природном уране содержится
0,7% .
реактор на быстрых нейтронах:
( в обогащён-
ном природном уране содержится 15% ).
Типы ядерных реакторов
Первые ядерные реакторы Впервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена в
Первые ядерные реакторы
Впервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена в США коллективом ученых под руководством Энрико Ферми в декабре 1942г.
В нашей стране первый ядерный реактор был запущен 25 декабря 1946 г. коллективом физиков, который возглавлял ученый Игорь Васильевич Курчатов (1903-1960).
Энрико Ферми (1901-1954)
Игорь Васильевич Курчатов
(1903-1960)
Схема процессов в ядерном реакторе:
Схема процессов в ядерном реакторе:
Основные элементы ядерного реактора: 1) ядерное горючее 2) замедлитель нейтронов (тяжелая или обычная вода, графит и др
Основные элементы ядерного реактора:
1) ядерное горючее
2) замедлитель нейтронов (тяжелая или обычная вода, графит и др.);
3) теплоноситель для вывода энергии, образующейся при работе реактора (вода, жидкий натрий и др.);
4) Устройство для регулирования скорости реакции
Критическая масса. Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой может протекать цепная ядерная реакция
Критическая масса.
Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой может протекать цепная ядерная реакция.
При малых размерах велика утечка нейтронов через поверхность активной зоны реактора (объем, в которой располагаются стержни с ураном).
С увеличением размеров системы число ядер, участвующих в делении, растет пропорционально объему, а число нейтронов, теряемых вследствие утечки, увеличивается пропорционально площади поверхности.
Увеличивая систему, можно достичь значений коэффициента размножения k=1. Система будет иметь критические размеры , если число нейтронов , потерянных вследствие захвата и утечки, равно числу нейтронов , полученных в процессе деления.
Критические размеры (критическая масса) определяются:
типом ядерного горючего;
замедлителем;
конструктивными особенностями реактора.
Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор
Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор.
При выдвинутых из активной зоны реактора стержнях k>1.
При полностью вдвинутых стержнях k<1.
Вдвигая стержни внутрь активной зоны, можно в любой момент времени приостановить развитие цепной реакции.
Классификация реакторов в зависимости от назначения:
Классификация реакторов в зависимости от назначения:
Энергетические | Конверторы | Размножители | Исследовате | Многоцелевые | Транспортные и промышленные |
Используются для выработки электроэнергии | Для производства вторичного ядерного топлива из природного урана и тория | Осуществляется расширенное воспроизводство ядерного топлива: получается больше чем было затрачено. | Для исследований взаимодей | Служащие для нескольких целей. | Атомные подводные лодки и ледоколы, теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), станции теплоснабжения (АЭС). |
АЭС; на атомных ледоколах; на атомных подводных лодках; при работе ядерных ракетных двигателей ( в частности на
на АЭС;
на атомных ледоколах;
на атомных подводных лодках;
при работе ядерных ракетных двигателей ( в частности на АМС).
Использование ядерных реакторов:
Для энергетических целей применяются реакторы следующих типов: водоводяные реакторы с некипящей или кипящей водой под давлением; уран-графитовые реакторы с кипящей водой или охлаждаемые углекислым газом;…
Для энергетических целей применяются реакторы следующих типов:
водоводяные реакторы с некипящей или кипящей водой под давлением;
уран-графитовые реакторы с кипящей водой или охлаждаемые углекислым газом;
тяжеловодные канальные реакторы и др.
Первая в мире АЭС мощностью 5 МВт была пущена в
Первая в мире АЭС мощностью 5 МВт была пущена в СССР 27 июня 1954 года в городе Обнинске.
• в настоящее время мощность крупнейших многоблочных АЭС составляет свыше 9 ГВт.
Преимущества АЭС перед другими видами электростанций: 1 преимущество : • для работы
Преимущества АЭС перед другими видами электростанций:
1 преимущество:
• для работы АЭС требуется небольшое количество топлива
2 преимущество :
экологическая чистота по сравнению с ТЭС и ГЭС.
АЭС в Три-Майл-Айленде (США). ΙΙ
1 проблема:
→ возможность аварий:
Ι. 1979 год — авария на АЭС в Три-Майл-Айленде (США).
ΙΙ. 26 апреля 1986 года — авария на третьем энергоблоке Чернобыльской АЭС
2 проблема
→ обезвреживание радиоактивных отходов:
3 проблема
→ содействие распространению ядерного оружия.
Проблемы, связанные с работой ядерных реакторов.
Учебники физики: 9кл А.В.Перышкин
Учебники физики: 9кл А.В.Перышкин Е.М.Гутник, 11кл Г.Я.Мякишев Б.Б.Буховцев В.М.Чаругин.
Журнал «Физика в школе» №2 1997г, №2 1999г, №2 2003г.
Интернет ресурсы.
Используемая литература
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.
