Урановый реактор Ядерный реактор

Широкое развитие ядерной энергетики — основной путь преодоления энергетического кризиса. Предполагается, что к концу нашего века доля ядерного топлива в мировой структуре топливного баланса может составить около 20%, а к 2100 г. — до 60%. Развитие ядерной энергетики определяется прежде всего возможностью полного использования природных урановых месторождений пока что на атомных электростанциях, в реакторах на тепловых нейтронах потребляется большей частью уран-235, содержание которого в природных рудах не более 0,7%. Остальные 99,3% приходятся на долю неделящегося изотопа — урана-238, который непосредственно не может служить ядерным горючим. Однако уран-238 уже используется в урановых реакторах на быстрых нейтронах. где он превращается в новое искусственное ядерное горючее— плутоний-239. Наиболее эффективно сочетание реакторов на медленных нейтронах, использующих уран-235, с реакторами-размножителями на быстрых нейтронах, использующими уран-238, в которых нарабатывается плутоний-239. В таких системах ядерное горючее отдает в 20—30 раз больше энергии, чем в обычных ядерных реакторах, и привлекаются к использованию большие запасы бедных урановых руд. [c.35]

Новая техника открыла алюминию новые пути использования. Так, широко стали применяться материалы из спеченного алюминиевого порошка или пудры (САП). Путем прессования САП при 500—600°С получают материал, отличающийся высокой жаропрочностью, которая обусловлена наличием тончайшей оксидной пленки, образующейся на поверхности частиц алюминиевого порошка. Спеченный алюминиевый порошок применяется при изготовлении оболочек для урановых стержней, используемых в ядерных реакторах оболочки защищают уран ог быстрого разрушения в воде при повышенной температуре. [c.259]

Подгруппа состоит из трех элементов Мп, Тс и Re. Один из них — технеций — получен искусственно, с помощью ядерных превращений при работе уранового ядерного реактора. Электронная структура (п - 1) Поэтому высшая валентность +7, но возможна и промежуточная от -(-1 до +7. С ростом степени окисления растут кислотные свойства оксидов и их окислительная способность. [c.183]

По подсчетам ученых в США все запасы сравнительно недорогостоящего ура-на-235 окажутся исчерпанными приблизительно за 40 лет. Поскольку в урановых рудах очень низкое относительное содержание изотопа уран-235 и его запасы могут оказаться исчерпанными слишком быстро, проводятся активные исследования методов получения других делящихся ядерных веществ. Например, делящиеся изотопы плутоний-239 и уран-233 можно получать в ядерных реакторах из нуклидов, гораздо более распространенных, чем уран-235. Эти изотопы образуются в результате реакций [c.272]

Превращение в особой установке ( урановый котел — ядерный реактор ) изотопа природного урана в изотоп. Это осуществляется за счет регулируемой цепной реакции деления ядер изотопа также находящихся в природном [c.207]

В ядерном реакторе, как известно, используются тепловыделяющие элементы (твэлы), представляющие собой чаще всего стержни из металлического урана высокой чистоты. Стержни из урана покрывают защитной оболочкой из алюминия, которая образует своеобразные пробирки (сейчас эти футляры изготовляют из нержавеющей стали). Урановые стержни помещают в каналы между кирпичами из графита (также высокой чистоты). [c.228]

Ядерные реакторы представляют собой здание высотой в 4— 5-этажный дом. Кроме графитовых кирпичей и урановых стержней в оболочке из алюминия или нержавеющей стали имеются еще так называемые средства защиты и регулирования. Это стержни из кадмия или редкоземельных элементов, которые вводят в реактор для снижения концентрации выделяющихся нейтронов, чтобы она не превышала допустимую (Сс1, 8т, Ос1, поглощая нейтроны, замедляют ядерную реакцию, предотвращают ядерный взрыв). [c.228]

Источниками нейтронов являются также ядерные реакции на циклотронах и в урановых ядерных реакторах. [c.612]

Получение. Ро в граммовых кол-вах получают облучением металлич. Bi нейтронами в ядерных реакторах, а микроколичества П.-из отходов переработки урановых руд. Ро образуется при облучении Bi протонами в циклотроне. Выделяют П. экстракцией, ионным обменом, электроосаждением и возгонкой. Металлический П. получают разложением в вакууме PoS или РоО при 500 С. [c.54]

Наконец, особое внимание уделяется в настоящее время влиянию радиоактивности. Современная медицина связывает распространение многих инфекционных и хронических заболеваний (пневмония, эмфизема, болезни сердца и почек, диабет, паралич) с повыщением радиационного фона на Земле или с так называемыми малыми дозами облучения. Давно известно, что радиоактивное облучение вызывает раковые заболевания, в том числе лейкемию — рак крови, причем риск заболевания прямо пропорционален величине облучения. Профессиональные заболевания такого рода многократно отмечены у шахтеров урановых рудников, работников, использующих светящиеся радиевые краски, работающих на ядерных реакторах и предприятиях по переработке ядерного топлива, врачей-радиологов. [c.181]

Легкий изотоп урана — атомные ядра которого являются делящимися, представляет собой важнейшую часть топлива, используемого в ядерных реакторах. На урановом топливе, обогащенном изотопом работает большинство энергетических реакторов. Для этих целей требуется уран с концентрацией изотопа всего лишь несколько процентов, тогда как высоко обогащенный уран используется в ядерном оружии. [c.4]

До пуска первых ядерных реакторов урановые руды добывали в основном для извлечения из них радия. Мизерные количества урановых соединений использовали в некоторых красителях и катализаторах. Когда из элемента, не имеющего почти никакого промышленного значения, уран превратился в стратеги еское сырье № 1, началась настоящая охота за его рудами. Чуть ли не все уголки земного шара были обследованы на уран, благо свойства его соединений — радиоактивность и способность светиться в ультрафиолетовых лучах — сами подсказали принципы конструирования новых чувствительных поисковых приборов, обладающих к тому же достаточно высокой избирательностью. [c.357]

Таков путь к металлическому урану. Но нам придется еще раз возвратиться к стадии выщелачивания, ибо этой процедуре подвергаются не только концентраты урана, но и главные урановые изделия—отработавшие свое твэлы ядерных реакторов. [c.364]

Накапливают плутоний в ядерных реакторах. В мощных потоках нейтронов происходит та же реакция, что и в урановых рудах, но скорость образования и накопления плутония в реакторе намного выше — в миллиард миллиардов раз. Для реакции превращения балластного урана-238 в [c.397]

Полоний Ро открыт в 1898 г. в урановой смоляной руде (М. Склодовская-Кюри и П. Кюри, Франция). Очень редкий радиоактивный элемент. Получается искусственно облучением висмуту в ядерных реакторах наиболее долгоживущий изотоп — полоний-209 (период полураспада 102 года). Пред- [c.376]

Применение. Л. широко применяется в цветной металлургии, в авиационной промышленности в виде сплавов с Ь g, РЬ, Си, Ад, А1, обладающих пластичностью, прочностью, легкостью и антикоррозионными свойствами. В ядерной энергетике Л. используется для получения трития, при изготовлении регулирующих стержней в системе защиты реакторов, в качестве теплоносителя в урановых реакторах, как растворитель урана и тория. В силикатной промышленности минералы Л. сподумен и лепидолит используются для производства различных материалов, в частности стекла с повышенной устойчивостью к растрескиванию и раскалыванию. В резиновой промышленности полимеризационные процессы облегчаются использованием Л. в диспергированном виде. В черной металлургии Л. применяется для раскисления, легирования и модифицирования многих марок сплавов. В машиностроении Л. используется в виде добавок к подшипниковым сплавам для повышения твердости и очистки и как флюс в пайке и сварке алюминия. [c.24]

Применение. Б. применяется в виде небольших добавок к сталям и некоторым сплавам цветных металлов для увеличения жаропрочности и коррозионной стойкости в ядерной энергетике в урановых и солнечных батареях как компонент сплавов для регулирующих устройств ядерных реакторов как полупроводниковый материал. [c.191]

КЕРАМИЧЕСКОЕ ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ — горючее на основе тугоплавких соединений урана, плзггония или тория с другими элементами, выделяющее энергию в результате цепной ядерной реакции деления. К К. я. г. относятся окислы, карбиды, нитриды, сульфиды, силициды и фосфиды урана, плутония и тория. В энергетических ядерных реакторах чаще всего используют двуокись урана (иОг), к-рая отличается высокой т-рой плавления (около 2800° С), при высоких т-рах не реагирует с цирконием, ниобием, нержавеющей сталью и др. материалами, очень слабо взаимодействует с горячей водой. Плотно спеченная двуокись урана довольно прочно удерживает осколки деления урановых ядер, лишь незначительно увеличи- [c.576]

Сплавы ниобия с никелем, кобальтом, хромом, вольфрамом, молибденом, титаном и алюминием применяют для изготовления деталей реактивных двигателей, ракет, газовых турбин и т. д. Из ниобия и его сплавов изготовляют оболочки урановых тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Свойства ниобия приведены ниже [c.204]

Так, в 1972 г. на урановом месторождении Окло в африканской республике Габон был открыт природный ядерный реактор. Анализ руд этого месторождения дал необычные результаты концентрация изотопа U оказалась существенно ниже естественной, в некоторых местах выгорание урана достигало 50%. В то же время ученые обнаружили большой избыток изотопов неодима, рутения, ксенона и т.д., которые обычно возникают при реакции деления урана-235. Феномен Окло приводит к фантастическому, на первый взгляд, выводу около 2 млрд лет тому назад был запущен природный атомный реактор, проработавший примерно 500 тысячелетий. Объяснить этот феномен можно следующим образом. Для работы реактора нужен замедлитель нейтронов, например, вода. Она могла скопиться в месторождениях с высокой концентрацией и "запустить ядерный котел". А потом возникли тепловые автоколебания с увеличением мощности реактора поднималась температура, вода испарялась, замедляющий нейтроны слой воды становился тоньше, мощность реактора падала. Вода скапливалась вновь, и цикл автоколебаний повторялся. Похожими автоколебаниями можно объяснить механизм гейзерного процесса. [c.43]

Превращение в особой установке ( урановый котел — ядерный реактор ) изотопа У д 2 природного урана в изотоп Ри 94 . Это осуществляется за счет регулируе- [c.201]

Ве многих случаях используют не гомогенные смеси делящихся материалов с замедлителем, а неоднородные среды из дискретных блоков замедлителя и ядерного топлива. Б реакторах, работающих на естественном уране, металлические стержни, образующие правильную решетку, размещаются в замедлителе — графите или тяжелой воде. Необходимость использования конструкций такого рода диктуется следующими соображениями. Значительная часть потерь нейтронов обусловлена существованием у нескольких максимумов поглощения в области между 6 и 200 эв. В гомогенной смеси урана и замедлителя весьма велика вероятность того, что нейтрон в процессе замедления будет поглощен 11 за счет реакции пу) в резонансной области. При использовании урановых блоков энергия большей части нейтронов понизится в замедлителе до значений нише резонансной, до того как произойдет столкновение с ядром урана. Оптимальная величина шага решетки равна примерно значению Ьз для замедлителя. Без применения такого рода блочных систем значение Л , для реакторов на обычном уране с графитовым замедлителем было бы несколько меньше единицы. Даже при использовании гетерогенных устройств значение в этом случае не может превышать т), равное 1,3. Для уран-гра-фитовых реакторов (с обычным ураном) као составляет около 1,07, и в соответствии с уравнением (3) критический радиус такого реактора должен равняться примерно p = зх-18,7-(0,07)- 2 = 220 см. Если реактор имеет кубическую форму, длина ребра составит приблизительно ]/Зi кp или около 4 л. [c.470]

Щелочные металлы и их соединения широко используются технике. Литий применяется в ядерной энергетике. В частности, изотоп Li служит промышленным источником для производства трития, а изотоп Li используется как теплоноситель в урановых реакторах. Благодаря способности лития легко соединяться с водородом, азотом, кислородом, серой, ои применяется в металлургии для удаления следов этнх элементов из металлов и сплавов. LiF и Li l входят в состав флюсов, используемых при ]]лавке металлов и сварке магння и алюминия. Используется лтий и его соединения и в качестве топлива для ракет. Смазки, содержащие соединения лития, сохраняют свои с1юйства при температурах от —60 до - -150°С. Гидроксид лития входит в состав электролита щелочных аккумуляторов (см. 244), благодаря чему в 2—3 раза возрастает срок их службы. Применяется литий также в керамической, стекольной и других отраслях химической промышленности. Вообще, по значимости в современной технике этот металл является одним из важнейших редких элементов. [c.564]

Как мощные источники нейтронов, ядерные реакторы используются для получения радиоэлементов. Некоторые из последних входят в состав радиоактивной золы реактора, т. е, являются осколочными ядрами. Например, в среднем прн делении каждого грамма образуется 0,025 г Тс-элемента, в природе вообще не встречающегося. Подобные осколки могут быть частично выделены при переработке урановых стерл<ней. [c.529]

Для урана известно около 200 минералов. Однако промышленное значение имеют лишь немногие. К их числу относится минерал настуран (урановая смолка, или урановая обманпа). Обычно ему приписывают фор-мулу изОа. Довольно широко распространен также минерал отэнтит — Са(и02)2(Р04)2-яН20. В ничтожных количествах в природе также встречаются нептуний и плутоний. Однако их существование объясняется тем, что в природе происходят ядерные процессы, подобные тем, которые человек производит в ядерных реакторах. [c.448]

Наиб, распространен Я. т. ц. на основе урана, обогащенного изотопом с реакторами па тепловых (медленных) нейтронах. В кач-ве ядерного топлива использ. иОз, а также карбиды и нитриды и, сплавы и с Мо, к( меты, солевые фторидные расплавы, содержащие ир . Перспективны Я. т. ц. с реакторами-размножителями и воспроизводством ядерного горючего — уран-плутонпевый и торий урановый с ядерным горючим соотв. и, - Ри и ТЬ, П.таниру ется создание Я. т. ц. с использ. тепла высокотемпературных ядерных реакторов для проведения энергоемких хим. и металлургич. процессов. [c.726]

Наконец, энергетические реакторы предназначаются для производства и утилизации ядериой энергии. На рис. 21 приведена типовая схема энергетического ядерного реактора. Для предохранения от облучения персонала, обслуживающего реактор, последний окружен защитным слоем из бетона (обычно порядка нескольких метров). Урановые стержни составляют активную зону реактора. В этой же зоне находятся стержни, замедляющие нейтроны. Регули- [c.90]

Полученне. Изотоп Ра выделяют из уранового сырья с применением осадительных, экстракционных и ионообменных методов. Всего к 1988 выделено ок. 150 г П. Он м.б. также получен при переработке ядерного топлива реакторов с торий-урановым циклом. Ра(Г,,2 27,4 vt) образуется при облучении Th нейтронами в ядерных реакторах. Металлический П. получают восстановлением Рар4 парами Ва илн Са при 1500°С. [c.111]

Получение. Технология У. тесно связана с урановым топливным циклом (см. Ядерный топливный цикл) и состоит из четырех составных частей, отличающихся изотопным составом перерабатываемых в-в и целями переработки. Производят соед. У. с прир. соотношением изотопов (цель - концентрирование и очистка, подготовка к рщделению изотопов или произ-ву Ри) соед., обогащенные изотопом 1) (цель -произ-во твэлов ядерных энергетич. установок в виде диоксида или сплавов У., а также ядерного оружия) соед., обедненные изотопом (цель - безопасное хранение, применение вне энергетики) соед., полученные из облученного ядерного горючего (т. наз. радиохим. произ-во, цель - отделение от Ри и Np, очистка от продуктов деления, подготовка к разделению изотопов и повторному изготовлению твэлов). Кроме того, создаются основы технологии У. применительно к уран-ториевому ядерному топливному циклу (высокотемпературные газовые ядерные реакторы с топливом из ТЬ и в виде смешанных диоксидов или карбидов) и к уран-плутониевое циклу (реакторы на быстрых нейтронах с топливом из Ри и 1) в виде смешанных диоксидов). [c.42]

Литий Li (лат. lithium, от греч. lithos — камень). Л. — элемент I группы 2-гс периода периодич. системы Д. И. Менделеева, п. н. 3, атомная масса 6,939. Л. был открыт в 1817 г. Достаточно широко распространен в природе (горные породы, минеральные источники, морская вода, каменный уголь, почвы, животные и растительные организмы). Л.—серебристо-белый, самый легкий металл, принадлежит к щелочным металлам. В соединениях Л. проявляет степень окисления Ь1. На воздухе тускнеет вследствие образования оксида LiaO и нитрида Li ,N. С водой реагирует менее энергично, чем другие щелочные металлы. Гидроксид Л. является сильным основанием. Л. окрашивает пламя в карминово-красный цвет. Получают Li электролизом хлорида лнтия. Л. Li имеет большое значение для ядерной энергетики его изотоп применяется для получения трития Ы -р 0 = Н -Ь jHe. Л. используют для изготовления регулирующих стержней в атомных реакторах, как теплоноситель в урановых реакторах. Л. применяют в черной и цветной металлургии, в химии (литийорганические соединения). Соединения Л. применяются Б силикатной промышленности и др. [c.77]

Присоединенный завод в Портсмуте. Разделительная мощность трех существующих газодиффузионных заводов, которая достигнет 27,2 млн. кг ЕРР/год. [3.277] после завершения модернизации по программам IP и UP, позволит полностью обеспечить снабжение топливом ядерных реакторов по долгосрочным контрактам. По прогнозам Министерства энергетики США дополнительная разделительная мощность позволит поддерживать концентрацию отвала на уровне 0,20 % (при повторном использовании Ри и U) нли 0,25 % (без повторного использования Ри и U) вместо 0,29 или 0,37 / в отсутствие этой мощност1г (см. разд. 3.5.2), Эксплуатация комплекса разделительных заводов при концентрации отвала в интервале 0,20—0,25 % обеспечивает более экономичное равновесие между питанием и работой разделения, позволяя сохранять ресурсы урана и уменьшать ущерб, наносимый окружающей среде добычей н переработкой урановых руд. [c.172]

В нейтронном АА в качестве источников нейтронов обьино используются ядерные реакторы, включающие весь спектр указанных выше энергий нейтронов, и генераторы нейтронов, дающие практически монохроматические нейтроны со средней энергией 14,5 МэВ (с большим выходом) по реакции + П —> Не + п. Находят применение также и ускорители электронов, в которых с помощью конверторов из тяжелых металлов W, Аи, U получают нейтроны с испарительным или делительным (с урановым конвертором) спектром со средней энергией около 2 МэВ. Используются и другие источнржи нейтронов, основанные на реакции Ве(а,и) С или на реакции (у,и) при облучении Ве гамма-квантами Ка или [c.6]

Великие открытия 30-х годов легли в основу совреме ной ядерной физики и атомной энергетики. Они позволи глубже понять строение атома. В нейтронных ноток урановых реакторов в наши дни тоннами накапливают элементы, в десятки раз более цепные, чем золото. В к ком-то смысле уран сыграл роль философского камн о котором грезили поколения алхимиков. [c.356]

Чем плотнее упаковано ядернов горючее, тем быстрее достигаются критические размеры ядерного реактора, тем быстрее он может начать работать. Самое плотное урансодержащее вещество, конечно же, металлический уран. Поэтому твэлы современных ядерных реакторов делают из металлического урана. На заре атомного века реакторы загружали окисью урана. Металла не хватало несмотря на предпринятые чрезвычайные меры не хватало его главным образом потому, что слишком сложной оказалась технология получения урановых слитков. [c.365]

Нет нужды подробно описывать все стадии химического разделения плутония и урана. Обычно разделение их начинают с растворения урановых брусков в азотной кислоте, после чего содержащиеся в растворе уран, нептуний, плутоний и осколочные элементы разлучают , применяя для этого уже традиционные радиохимические методы — осаждение, экстракцию, ионный обмен и другие. Конечные плутонийсодержащие продукты этой многостадийной технологии — его двуокись РиОг или фториды — РиРз или РиР4. Их восстанавливают до металла парами бария, кальция или лития. Однако полученный в этих процессах плутоний не годится на роль конструкционного материала — тепловыделяющих элементов энергетических ядерных реакторов из него не сделать, заряда атомной бомбы не отлить. Почему Температура плавления плутония — всего 640° С — вполне достижима. [c.400]

Предлагается после вьщеления накопившихся в топливе изотопов трансурановых элементов подвергнуть их нейтронной трансмутации в ядерных реакторах. Предполагается при этом, что трансмутации подвергаются также продукты деления с ярко выраженными мшра-ционными свойствами, такие как " 1 и Тс. Конечная радиотоксичность а-излучающих радионуклидов после длительного облучения высокими потоками нейтронов должна быть сравнима с радиотоксичностью пррфодно-го урана вместе с его продутсгами распада. Такие радиоактивные отходы можно захоранивать в тех местах на Земле, откуда была взята урановая руда. Принцип радиационной эквивалентности предполагает замыкание топливного цикла в определенную организацию потоков ядерных материалов с достаточно низкими потерями радионуклидов при переработке облученного топлива. Предполагается также, что после нескольких сот лет выдержки часть радиоактивных отходов, эквивалентных по радиотоксичности извлеченному урану, может быть окончательно захоронена в геологических формациях, оставшихся после добычи урана [13]. [c.170]

При проведении активационного анализа с помощью уранового реактора помимо радиационного захвата тепловых нейтронов могут быть использованы и ядерные реакции,. вызываемые быстрыми нейтронами. 1ак, в реакторе мощностью 250 кет в области активной зоны, где поток тепловых нейтронов составляет 4,9X10 нейтр1см сек, потоки нейтронов с энергией 1,35 Мэе и выше 6,1 Мэе соответственно равны 2,3- 10 2 и 6,2- 10 нейтр1см сек. [c.136]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология