Источник: Физика и научно-технический прогресс — 2007 / Тезисы докладов межвузовской студенческой конференции "Физика и научно-технический прогресс" (ФиНаТ - 2007). — Донецк, ДонНТУ — 2007, с. 110.

 

 

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА

 

Анастасова Е.А.

Руководитель - Савченко Т.А.

Донецкий национальный технический университет, г. Донецк

 

В наше время, с каждым годом возрастают потребности человечества в энергии. Полный запас энергии в природе в соответствии с законом сохранения энергии не меняется. Процесс получения энергии представляет собой перевод энергии из связанной (энергия покоя) в свободную форму (энергию относительного движения тел). Свободная энергия быстро рассеивается в пространстве, поэтому ее можно использовать.

Существует два способа возбуждения реакции горения топлива. Первый - использование кинетической энергии столкновения частиц (термоядерный процесс). Другой способ состоит в использовании энергии связи присоединяющихся частиц. Для возбуждения такой реакции нужно направлять в топливо активные частицы.

Устройство, предназначенное для организации и поддержания цепной реакции деления ядер, с целью получения энергии, называется ядерным энергетическим реактором.

         В основе работы ядерного реактора лежат процессы взаимодействия нейтронов с ядерным веществом, наиболее важными из которых являются - реакция деления ядер,  реакция радиационного захвата (поглощения) и реакция рассеяния.

                                                                  деление (fission)

n                 A                         поглощение (capture)

                                               рассеяние (scattaring)

 

В результате деления ядра появляется в среднем 2.5 нейтрона. Поэтому можно организовать цепную реакцию деления, при которой новые нейтроны, в свою очередь активируют реакцию деления ядер топлива. Однако помимо реакции деления всегда присутствуют конкурирующая реакция радиационного захвата и утечка нейтронов из активной зоны реактора. В состав АЗ всегда входят теплоноситель, конструкционные материалы и замедлитель, которые увеличивают захват нейтронов.

Основные характеристики цепной реакции в реакторе: коэффициент размножения на быстрых нейтронах m, j - вероятность избежать радиационного захвата, коэффициент теплового использования, количество испускаемых U²³⁵ быстрых нейтронов. Описанная ядерная цепная реакция позволяет переводить энергию из формы энергии связи частиц в ядре в кинетическую энергию движения частиц, то есть в тепло.