Содержание: 1. Основы ядерной энергетики. 1 стр. 1 Способы получения энергии. 1 стр. 1.2 Способы организации реакции горения, цепные реакции 1 стр. 2. Взаимодействие нейтронов с ядерным веществом, реакция деления ядер. 2 стр. 1. Общие сведения о ядерных реакциях взаимодействия нейтронов с ядрами 2 стр. 2. Эффективные сечения ядерных реакций 3 стр. 2.3 Реакция радиационного захвата и реакция рассеяния 3 стр. 3.1 Реакция рассеяния 4 стр. 3.2 Реакция поглощения (захвата) 4 стр. 2.4 Реакция деления ядер 5 стр. 4.1 Общая схема реакции деления 5 стр. 4.2 Энергетический баланс реакции деления 5 стр. 3 Сечение деления. 6 стр. 4 Образование нейтронов 6 стр. 5 Запаздывающие нейтроны 7 стр. 3. Жизненный цикл нейтронов 3.1 Возможность цепной реакции 8 стр. 3.2 Основные характеристики цепной реакции 8 стр. 2.1 Коэффициент размножения на быстрых нейтронах 8 стр. 2.2 Вероятность избежать радиационного захвата 9 стр. 2.3 Коэффициент теплового использования 10 стр. 3.2.4 Количество испускаемых U235 быстрых нейтронов 10 стр. 3.3 Жизненный цикл нейтронов 10 стр. 4. Принцип построения атомной энергетики. 4.1 Элементы ядерной физики 11 стр. 1.1 Строение атомов, ядер 11 стр. 1.2 Ядерные реакции 12 стр. 1.3 Деление ядер 13 стр. 1.4 Ядерный реактор 14 стр. 5.1 Проблемы развития энергетики 15 стр. 6.1 Классификация ядерных реакторов 18 стр. 1.2 Реакторы с водой под давлением. 19 стр. 3.2 Кипящие реакторы 20 стр. Уран-графитовые реакторы 21 стр. 7. Список литературы. 22 стр. 1. ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 1.1 Способы получения энергии В наше время, с каждым годом возрастают потребности человечества в энергии. На получение необходимого количества энергии затрачивается примерно 30% производственных усилий человека.
Совершенно очевидно, что полный запас энергии в природе в соответствии с законом сохранения энергии не меняется.
Поэтому 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. Итак мы приходим к тому, что необходимо уметь вызывать процессы, которые приводят к убыли массы тел и эквивалентному выигрышу свободной энергии.
Конечно, получать энергию можно лишь при условии существования достаточного количества топлива.
Пусть микрочастицы вещества топлива находятся в состоянии с энергией E1 и существует другое возможное состояние этих частиц с энергией E2 ( E1 > E2 ). В принципе есть возможность перехода во второе состояние, но ему препятствует существование энергетического барьера, то есть некоторого необходимого промежуточного состояния с энергией E’ ( E’ > E1 ). Таким образом процесс сжигания топлива должен быть инициирован некоторым внешним возбуждением. 1.2 Способы организации реакции горения, цепные реакции 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.
Достаточно большое количество вещества может испытать превращение лишь при самоподдерживающейся цепной реакции. Цепная реакция обладает следующим важным свойством - акт реакции возбуждается при поглощении частицы, а в результате ее должны появляться вторичные активные частицы. При ядерных превращениях носителем цепного процесса может служить нейтрон, поскольку он не имеет электрического заряда и может беспрепятственно сближаться с атомными ядрами.
Среди известных ядерных реакций лишь одна обладает свойством цепных реакций. Это реакция деления тяжелых ядер, которые легко возбуждаются нейтроном и дают в среднем 2,5 на акт деления вторичных нейтронов. Основную трудность представляет собой не организация цепной реакции, а получение чистых делящихся веществ.
Важной чертой цепных ядерных реакций является тот факт, что их скорости не зависят от температуры среды, что является их главным преимуществом перед процессами с тепловым возбуждением. 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ЯДЕРНЫМ ВЕЩЕСТВОМ, РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР. 1.
2. Устройство, предназначенное для организации и поддержания цепной реакц... . Мерой вероятности данного типа реакции является эффективное (микроскоп... Общие сведения о ядерных реакциях взаимодействия нейтронов с ядрами.
Рассмотрим тонкую пластинку, содержащую Nя ядер, на которую падает пот... Найдем количество реакций того или иного типа. Эффективные сечения ядерных реакций. В соответствии с этим принято делить область энергий на три части: Обл... ( измеряется в барнах ( 1 б = 10-24 см2 ).
Реакция радиационного захвата и реакция рассеяния. Рассмотрим коротко два важных типа ядерных реакций - захвата (поглощен... ( n A A+1 A+1 В результате нейтрон выбывает из цепной реакции. В области тепловых нейтронов сечение подчиняется закону (c(E) обратно ... При увеличении энергии нейтрона начинается резонансная область, в кото...
Общая схема реакции деления. n A1 (оск n A A+1 (мгн ( ( n n A2 (оск n ( ( Под действием нейтрона яд... Нуклиды, которые делятся нейтронами - это тяжелые нуклиды. Некоторые и... Другие нуклиды, например, естественный уран, делятся только быстрыми н... Вообще говоря, процесс не протекает по строгой схеме, поскольку сущест...
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ НЕЙТРОНОВ 3.1 . Сечения деления ядер нейтронами различных энергий можно определить по ... 4 Образование нейтронов Как видно из приведенной выше схемы, при реакц... В процессе ядерной реакции могут появляться как ядра способствующие по... На этом мы закончим рассмотрение реакции деления ядер и перейдем к изу...
Кроме того для простоты будем считать, что активная зона реактора - бе... Возможность цепной реакции. 3.2 . В результате деления ядра появляется в среднем 2.5 нейтрона. Поэтому м... Однако помимо реакции деления всегда присутствуют конкурирующая реакци...
Рассмотрим соотношения, характеризующие протекание цепной реакции деле... Ясно, что величина ( тем больше, чем больше доля U238 в топливе. Для тепловых реакторов ( = 1.01 - 1.03. За счет рассеяния но ядрах среды они теряют свою энергию и попадают в ... ( уменьшается при увеличении доли ядер U238 в среде. В гомогенном реак...
быстрых нейтронов Пусть в топливе поглотилось N тепловых нейтронов. Ясно, что не всякое поглощение приводит к делению и испусканию новых б... Пусть на некотором этапе цепной реакции в рассматриваемой среде присут... Количество нейтронов второго поколения N2 = (тэф ( ( ( N1. На этом рассмотрение физических основ протекания цепной ядерной реакци...
Принцип построения атомной энергетики . 4.1
Эти частицы, называемые нуклонами, удерживаются в ядрахкороткодействую... "Освободиться" от возбуждения ядро может несколькими способами - испус... 4.1.3 Деление ядер при процессе. При этом испускаются новые частицы и освобождается энергия связи ядра,... Эта энергия затем расходуется на тепловое возбуждение составляющих вещ...
угля. Отметим кстати, что при сжигании ископаемых углей и нефти, обладающих ... сернистого газа и окислов азота, т.е. Использование энергии атомного ядра, развитие атомной энергетики снима... Атомная энергетика не потребляет кислорода и имеет ничтожное количеств...
В будущем будут широко применяться реакторы на быстрых нейтронах, охла... создания количества делящихся изотопов плутония Pu-239 превышающего ко... Параметр, характеризующий воспроизводство топлива называется плутониев... Такие реакторы относительно компактны, просты и надежны в эксплуатации... Реакторы с водой под давлением называются иначе водоводяными или легко...
Рудик А. Ядерная физика и ядерные реакторы. и др. М.: Энергоатомиздат, 1987 6. Б Троянский В.