Вхід на сайт

Привіт, шановний відвідувач нашого сайту!
Введіть ваші дані. Якщо потрібно, можна відновити пароль

Ввійти на сайт Реєстрація на сайті
Красилів the best » Читальна зала » Цікаві факти » Принципи отримання атомної енергії. Хмельницька АЕС.



Принципи отримання атомної енергії. Хмельницька АЕС.

При спалюванні деревини для обігріву або приготування їжі може здатися, що маса перетворюється в енергію. Проте насправді одна форма речовини перетворюється у іншу – газ, а маса при цьому не втрачається, хоча і виділяється енергія. Лише з розвитком ядерної фізики прийшло розуміння, що перетворення маси у енергію можливе. Саме це і відбувається в ядерних реакторах.





В основі принципу дії реактора лежить реакція поділу ядра. Ядра важких елементів бомбардуються нейтронами. Оскільки у нейтронів відсутній заряд, вони безперешкодно проникають в атомні ядра і викликають їх перетворення: ядро важкого елементу ділиться на дві частини з одночасним випусканням двох-трьох нейтронів, гама-променів та значним виділенням енергії. Поділ ядра можливий завдяки тому, що маса спокою важкого ядра більша від суми мас спокою уламків, які виникають під час поділу. Саме тому відбувається виділення енергії, еквівалентної зменшенню маси спокою, яке супроводжує поділ. Але повна маса зберігається, тому що маса уламків, які рухаються з великою швидкістю, перевищує їх масу спокою.

Процес поділу атомного ядра можна пояснити на основі крапельної моделі ядра. Відповідно до неї згусток нуклонів нагадує крапельку зарядженої рідини. Ядерні сили між нуклонами короткодіючі, подібні до сил між молекулами рідини. Поряд із силами електричного відштовхування між протонами, які намагаються розірвати ядро, діють ще більші ядерні сили тяжіння, які утримують ядро від розпаду.

Ядро урану-235 має форму кулі. Поглинаючи зайвий нейтрон, воно збуджується і починає деформуватися, набуваючи овальної форми. Ядро розтягується, поки сили відштовхування між кінцями витягнутого ядра не починають переважати над силами щеплення, які діють у перешийку. Розтягуючись сильніше, ядро розривається на дві частини. Під дією кулонівських сил ці частини (уламки) розлітаються.

Вивільнення 2-3 нейтронів у процесі поділу дозволяє здійснити ланцюгову реакцію. Будь-який з нейтронів, вилітаючи з ядра, може викликати розпад сусіднього ядра, яке також випускає нейтрони, здатні спричинити поділ. У результаті цього кількість ядер, які діляться, швидко зростає.
Ланцюгова реакція супроводжується виділенням великої кількості енергії. При поділі кожного ядра виділяється близько 200 МеВ. При повному поділі усіх ядер 1 г урану виділяється енергія 2,3*104 кВт/год, що відповідає енергії, отриманій при згоранні 3 т вугілля або 2,5 т нафти.
Для здійснення ланцюгової реакції використовуються тільки ядра ізотопу урану з масовим числом 235, тобто 23592U. Крім урану-235 у якості палива використовується МОКС-паливо (Mixed Oxide Fuel), яке містить суміш виділеного у процесі переробки відпрацьованого ядерного палива плутонію та урану. Плутоній-239 – це елемент, отриманий при поглинанні нейтрона ураном-238, який не може самостійно розщеплюватись. Плутоній-239 поводиться аналогічно урану-235 за винятком того, що кількість нейтронів, які утворюються при його поділі, дещо більша, ніж при поділі урану-235. Властивістю ділитися за допомогою повільних нейтронів характеризується також уран-233, ще один штучно отриманий елемент.
Паливо завантажується в активну зону реактора, де проходить контрольована ланцюгова реакція. Оскільки основою для ядерного палива є уран-235, поділ ядер якого відбувається краще повільними (тепловими) нейтронами, то більшість реакторів містить сповільнювач – речовину, при ударі з ядрами якої нейтрони втрачають свою енергію. На відміну від реакторів на теплових нейтронах, в активній зоні реактора на швидких нейтронах відсутній сповільнювач. Відповідно, концентрація урану-235 або плутонію у ядерному паливі такого реактора вища.
Тепло, яке виділяється у процесі ланцюгової реакції відводиться з активної зони теплоносієм, речовиною, яка проходить через активну зону реактора.

Система управління та захисту є невід’ємним елементом будь-якого реактора. З її допомогою здійснюється обраний режим протікання ланцюгової реакції ділення. Для швидкого припинення реакції у випадку виникнення аварійної ситуації використовується система аварійного захисту. Обидві системи ґрунтуються на введенні в активну зону реактора стержнів з матеріалів, які інтенсивно поглинають нейтрони.



Обговорити на форумі
Автор Fed Коментарів 0 Переглядів 2194
Спонсорська реклама
Читайте про цікаві факти та нариси з історії світу

Написати кометар
Ваше Ім'я:


Ваш E-Mail:



Код:
Включіть це зображення для відображення коду безпеки
оновити, якщо не видно коду


Введіть код: