Ядерная энергетика

Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется управляемая ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Первый ядерный реактор построен в 1942 г. в США под руководством итал. физика Э. Ферми. (1901-1954). В Европе первый ядерный реактор создан в 1946 г. сов. физиками под руководством И.В. Курчатова (1903-1960).

Основные части любого ядерного реактора: активная зона, где находится ядерное топливо и протекает цепная реакция деления ядер с выделением энергии; отражатель нейтронов, окружающий активную зону; теплоноситель, используемый для охлаждения активной зоны; система регулирования цепной реакции и радиационная защита. Мощность ядерного реактора 1 МВт соответствует цепной реакции, в которой происходит 3×10¹⁶ актов деления в 1 с.

Если активная зона, кроме ядерного топлива, содержит замедлитель нейтронов (графит, воду или другие вещества, содержащие легкие ядра), то основная часть делений ядер происходит под действием тепловых нейтронов с энергией 10^-3 – 0,5 эВ. Если замедлителя в активной зоне нет, то основная часть делений происходит под влиянием быстрых нейтронов с энергией Е >10000 эВ. Возможны также ядерные реакторы на нейтронах с промежуточной энергией (Е = 1-10000 эВ).

В настоящее время разработано большое количество моделей ядерных реакторов. Они различаются по виду ядерного топлива (естественный уран, слабообогащенный уран, чистый изотоп урана), по химическому составу ядерного топлива (U, UO ₂ и т.д.), по виду теплоносителя (Н ₂ О, D ₂ O, газ, органические жидкости, расплавленный металл), по роду замедлителя (С, Н ₂ О, Ве, гидриды металлов).

По назначению ядерные реакторы делятся на: экспериментальные, исследовательские, изотопные, энергетические.

Мощность современного энергетического ядерного реактора достигает 5 млн. кВт. В настоящее время в различных странах работают около 400 энергетических ядерных реакторов суммарной мощностью более 240 млн. кВт, что составляет примерно 14% суммарной мощности всех используемых на Земле источников электроэнергии.

Среди ядерных реакторов особое место занимают реакторы размножители. В них наряду с выработкой электроэнергии идет процесс воспроизводства ядерного горючего. Это означает, что в реакторе на естественном или слабообогащенном уране используется не только изотоп , но и . В настоящее время основой ядерной энергетики с воспроизводством горючего являются реакторы на быстрых нейтронах (бридеры).

Дата добавления: 2014-01-13