|
|
Ядерные материалы Категория: Наука, Автор: VseZnamus
 Существует всего несколько элементов, в которых возможно деление ядер по цепному механизму и которые могут служить ядерным топливом. Их атомы должны иметь относительно большие и нестабильные ядра. Одним из наиболее широко применяемых элементов на АЭС является уран-235, ядро которого состоит из 92 протонов и 143 нейтронов. В результате ядерной реакции кусок урана выделяет энергии в 2 млн. раз больше, чем образуется при сгорании такого же по весу куска угля. |
|
|
Получение избыточной дозы облучения не проходит бесследно для здоровья, поэтому персонал станции часто работает с радиоактивным материалом при помощи манипуляторов. Наличие радиоактивного загрязнения можно установить при помощи счётчика Гейгера.
Если масса ядерного материала мала, то ядерная реакция в нем самопроизвольно затухает. Но если масса достигает определённой величины и становится критической, ядерная реакция развивается по цепному механизму. Так, для урана критическая масса составляет примерно 50 кг.
В атомной бомбе применяется обычное взрывчатое вещество, при детонации которого происходит соединение двух кусков ядерного топлива, каждый массой меньше критической величины. Но общая их масса превышает критическую, и потому быстро развивается цепная реакция, приводящая к ядерному взрыву.
Ядерный реактор Ферми состоял из смеси графитовых блоков и кусков урана. В эту смесь постепенно добавляли графит и уран, пока не обеспечивалось протекание цепной реакции. Графит использовался как замедлитель нейтронов. Нейтроны, сталкиваясь с ядрами графита, теряют часть энергии, и скорость их движения гаснет. Такие нейтроны называются тепловыми — после замедления они обладают энергией, приблизительно равной тепловой энергии окружающих их атомов и молекул. Для управления скоростью реакции в смесь графита и урана погружаются кадмиевые стержни, поглощающие нейтроны.
В реакторе Ферми топливо состояло из 0,7% урана-235 и 99,3% урана-238 (92 протона и 146 нейтронов в атоме). При поглощении нейтрона ураном-238 образуется уран-239, ядра которого не претерпевают деления. Вместо этого, когда распадаются два его нейтрона, происходит испускание фотонов (гамма-излучение), а затем — двух электронов (частиц, обладающих наименьшим отрицательным зарядом). В результате образуется изотоп другого элемента с атомами из 94 протонов и 145 нейтронов — плутоний-239/
Большинство современных ядерных реакторов известны как тепловые, поскольку в них быстрые нейтроны замедляются до тепловой скорости. В качестве замедлителя в них применяются графит, состоящий из чистого углерода, тяжелая вода, которая содержит стабильный изотоп водорода дейтерий вместо обычного водорода, и легкая, т. е. обычная, вода.
|
|
| ПОИСК ЗНАНИЙ: |
|
|
| У НАС УЖЕ ИСКАЛИ: |
|
|
| РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧИТАТЬ: |
|
|
| МОЗАИКА ЗНАНИЙ: |
|
|
|
