Яерний реактор

Активна зона реактора містить тепловиділяючі елементи (ТВЕЛ) 1 (з ядерного палива, наприклад збагаченого ураном-235 природного урану). ТВЕЛи відділені один від одного сповільнювачем нейтронів 3 (наприклад, графітом). Для керування реакцією служать регулювальні стрижні 4 з матеріалу, що добре поглинає нейтрони (кадмій, гафній, бор). Таких стрижнів у реакторі багато Приклад: 4-й енергоблок Чорнобильської АЕС мав 211 стрижнів-поглиначів.

Регулювання ланцюгової реакції здійснюється зміною глибини занурення стрижнів в активну зону реактора.

Для зменшення втрат нейтронів служить графітовий відбивач нейтронів 2. Тепло, що виділяється при реакції, відводиться теплоносієм 5, циркулюючим у спеціальних каналах. Зовні знаходиться бетонний захист 6. Саме такого типу реактори (з графітовим, а не з водяним уповільнювачем нейтронів) функціонували на Чорнобильській АЕС.

Умови роботи. Як пальне використовують природний Уран, збагачений до 5% Ураном-235, як сповільнювач (але не поглинач нейтронів) — важку () або звичайну воду. Для зменшення витікання нейтронів активну зону оточено шаром відбивача (графіту). Ядерне пальне вводять в активну зону у вигляді стержнів, де температура досягає 800-900 К. Для відведення теплоти пропускають теплоносій (воду або рідкий Натрій). Керують ланцюговою реакцією за допомогою регулюючих стержнів, виготовлених з Бору чи Кадмію, які добре поглинають теплові нейтрони. Після 30-40 років служби реактор відновленню не підлягає.

6 ТЕРМОЯДЕРНІ РЕАКЦІЇ — це реакції злиття (синтезу) легких атомних ядер у більш важкі, які відбуваються при дуже високих температурах. Через те, що питома енергія зв'язку легких елементів менша від важких, то під час синтезу має виділятись енергія. Так, наприклад, під час реакції виділяється 17,6 МеВ енергії. Для того, щоб два ядра злигатись в одне, їх треба наблизити до відстані дії ядерних сил (~10^-15м), тобто вони мають подолати кулонівські сили відштовхування. Тому ядра повинні мати кінетичну енергію, що відповідає тепловому руху при температурі ~10⁷К і вище. Термоядерні реакції відбуваються на Сонці та зірках і є основним джерелом випромінюваної ними енергії. Штучно її дістали лише у формі водневої бомби, проте кращі сучасні токамаки впритул наблизилися до здійснення реакції з позитивним енергетичним виходом.

ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИ

Дата добавления: 2014-10-23