Гелий в ядерных реакторах

Недавно исследована возможность использования (для проведения эндотермического процесса газификации угля) тепла ядерных процессов, в частности подачи гелия, имеющего температуру около 950°С, из высокотемпературных ядерных реакторов. Это позволит превращать в синтез-газ весь уголь, не сжигая часть его с целью получения тепла, необходимого для газификации. [c.225]

Примером относительно крупного гелиевого рефрижератора является мюнхенская установка, предназначенная для охлаждения жидким гелием экспериментального канала ядерного реактора, Этот рефрижераторный цикл, использующий два поршневых детандера при температурах 54 и 14° К, обеспечивает полезную холодопроизводительность 200 вт на уровне 4,3° К [c.161]

Проведенное обсуждение ползучести разрушения в различных условиях указывает на настоятельную необходимость учитывать фактор среды при проектировании конструкций. Круг встречающихся в современной технологии высокотемпературных сред очень широк — от очевидно агрессивных условий в установках для газификации угля до кажущихся инертными (и неожиданно оказывающихся разрушительными) условий в охлаждаемых гелием ядерных реакторах или даже в глубоком космосе. Невозможность правильно оценить необходимое сопротивление ползучести па ос- [c.45]

В последнее время разработаны варианты включения ядерного реактора в систему конверсии метана природного газа с целью снабжения теплотой эндотермической реакции (а), происходящей в трубчатом реакторе, взамен сжигания природного газа. Для этого в межтрубное пространство реактора направляют теплоноситель (гелий), нагретый в ядерном реакторе до 900°С. Теплота гелия, выходящего из трубчатого реактора (около 700°С), используется в газовых турбинах, а также для подогрева исходной газовой смеси, водяного пара и др. [c.77]

Термохимические способы производства водорода заключаются в разложении воды с применением тепловой энергии, которую предполагают получать, используя теплоту гелия, выходящего из ядерных реакторов с гелиевым охлаждением, или другие дешевые источники теплоты. [c.81]

Синтез тяжелых ядер атомов из более легких, например получение ядер гелия из ядер дейтерия, сопровождается выделением огромного количества энергии. Только ири получении 4 г гелия нз дейтерия выделяется более 16,736 млн. кДж теплоты, этот процесс непрерывно происходит на Солнце при температуре около 20 млн. градусов. Освобождающуюся энергию называют термоядерной (в отличие от энергии атомного распада). Можно считать, что Солнце — это гигантский ядерный реактор, водород— космическое горючее, а солнечная энергия — ядерная энергия (см. гл. И, 12). [c.274]

Кроме легкого водорода Н широко известны два другие его изотопа дейтерий и тритий 1Т. Дейтерий играет важную роль в атомной технике. Тяжелую воду ВгО используют как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Тритий является радиоактивным изотопом водорода. В результате радиоактивного распада ядро трития испускает 3-частицу и превращается в ядро атома гелия (изотоп гелия с массовым числом 3) [c.252]

Для того чтобы началась реакция ядерного синтеза, необходимо достичь температуры порядка миллиона градусов. Поскольку единственным известным в настоящее время средством достижения таких температур являются реакции ядерного деления, для возбуждения реакции водородного синтеза используется атомная бомба, основанная на реакции деления. Это обстоятельство делает маловероятным проведение самоподдерживающейся цепной реакции ядерного синтеза (термоядерной реакции), управляемой подобно тому, как это осуществляется в ядерном реакторе для реакций деления . Предполагается, что энергия, вьщеляемая звездами и в их числе нашим Солнцем, образуется в результате реакций ядерного синтеза, аналогичных указанным выше реакциям. В зависимости от возраста и температуры звезды в таких реакциях могут принимать участие ядра углерода, кислорода и азота, а также изотопы водорода и гелия. [c.437]

Реакции последовательного присоединения нейтронов в ядерных реакторах могут протекать и в недрах красных гигантов. Цикл многих последовательных ( 1 у)-реакций, которые сопровождаются 3 -распадом образующихся ядер (причем время этого процесса должно быть меньше, чем время присоединения следующего нейтрона), может начаться на изотопах магния, серы, кальция и других элементов, которые синтезируются в реакциях слияния ядер гелия и углерода. Этот цикл может продолжаться вплоть до образования самых тяжелых элементов. На рис. 40 приведена цепочка образования изотопов некоторых редких земель из Ьа з , обозначенная жирной чертой. Начальное ядро (1) присоединив нейтрон, превращается в радиоактивный изотоп Ьа с периодом полураспада около 40 ч. La ° полностью распадается, не успев присоединить следующий нейтрон. В результате получается [c.123]

Наиболее перспективным вариантом считается газификация мелкозернистого топлива (диаметр частиц —0,1 мм) при повышенном давлении в псевдоожиженном слое (ожижающий агент — водяной пар), в который погружен трубчатый теплообменник. По трубкам последнего циркулирует нагретый до г 950°С гелий, являющийся основным хладоагентом высокотемпературных ядерных реакторов. Ввиду того что повысить температуру гелия пока не представляется возможным, для газификации по рассматриваемому методу следует использовать топлива с высокой реакционной способностью — бурый уголь, торфяной кокс и т. п. [c.126]

Главные физические процессы, в которых образуются техногенные искусственные радионуклиды, — это деление ядер и нейтронная активация. Деление ядер, индуцированное нейтронами и используемое для получения энергии в ядерных реакторах, является основным источником искусственных радионуклидов. При взрывах атомных и водородных бомб деление ядер также является преимущественным процессом их образования. Получающиеся при делении тяжелых атомных ядер радионуклиды (осколки) и продукты их распада представляют собой набор из нескольких сотен радиоизотопов с периодами полураспада от долей секунды до миллионов лет. Распределение выходов осколков на деление зависит от типа и энергии бомбардирующих частиц (тепловые и быстрые нейтроны, протоны, ионы гелия [c.157]

В связи с тем, что бериллий имеет значение в современной ядерной технике, следует несколько подробнее остановиться на его ядерных свойствах [170, 1155, 1157]. Бериллий имеет только один природный изотоп — Be . Искусственно получено несколько изотопов, из которых наиболее интересен изотоп Ве . Он может образоваться при облучении Ве нейтронами или гамма-лучами. Период полураспада Ве составляет всего 0,61 сек., поэтому он немедленно распадается на два атома гелия —Не в металле, облученном нейтронами (в ядерных реакторах), обнаруживаются включения газа, выделяющиеся при температуре выше 450° С в виде пузырей [170]. При воздействии альфа-частиц (ядер гелия) идет реакция [c.432]

Изотопы с массовыми числами до 249 получаются облучением изотопов кюрия ионами гелия или урана и плутония тяжелыми ионами ( С, Ве, Ы). Более тяжелые изотопы получаются при радиоактивном распаде изотопов соседних элементов или при многократном нейтронном захвате в ядерном -реакторе из урана или плутония. [c.408]

При бомбардировке Ь нейтронами в ядерных реакторах образуются тритий и гелий по реакции [c.16]

В. Л. Карпов с сотрудниками [21, 46] разработал композиции, в которых на 100 вес. ч. полиэтилена приходится по три и более весовых частей противостарителя и дополнительного компонента, усиливающего действие противостарителя. Облучение таких композиций может проводиться на воздухе даже при низких мощностях дозы. Для обеспечения высокой степени сшивки, соответствующей 90—92%-ному содержанию гель-фракции, требуются дозы 100— 140 Мрад. Относительное удлинение облученных указанными дозами образцов после 1000 ч пребывания на воздухе при температуре 150° С составляет 350—380% (при исходном удлинении 425%), а после 3000 ч пребывания в этих условиях— 150—250%. Облученный полиэтилен, содержащий комбинированную добавку, может использоваться на воздухе при повышенных температурах в условиях воздействия мощных потоков ионизирующих излучений, например, в ядерных реакторах. [c.111]

Важной задачей при исследовании материалов, используемых в ядерных реакторах, является определение гелия в металлах (разд. 12.4.В) линия гелия Не+ очень близка к линиям [c.388]

Уран и плутоний могут быть выделены из отработанного топлива ядерного реактора в виде летучих фторидов. При осуществлении этого процесса необходимо свести к минимуму потери, связанные с термическим разложением гексафторида плутония при прохождении его через горячую зону. Изучение термического разложения как в статических, гак и динамических условиях показало, что скорость процесса зависит от поверхности образующегося тетрафторида плутония и от давления гексафторида. Из реактора фторирования гексафторид плутония может быть выведен путем быстрой закалки газовой струи за зоной с температурой 500° сконденсированный материал затем подвергается дистилляции или испарению в токе фтора или гелия. [c.123]

Рис. 119. Схема реактора ядерной электростанции. Ядерная электростанция должна содержать все элементы обычной тепловой электростанции. Ядерный реактор заменяет топку котла. Ток газа (например, гелия) передает тепло, освобождающееся в результате деления, к теплообменнику в теплообменнике образуется пар, направляющийся в турбину, к которой подключен генератор переменного тока. Изображенный реактор относится к типу гетерогенных

Одна из часто возникающих проблем — это определение примеси постоянных газов в чистых газах. В качестве примера можно указать на применение газохроматографического метода для определения примесей неорганических газов в электролитическом хлоре [80], для определения азота в аргоне [81], применяемом в качестве инертной среды в производстве полупроводников, для определения кислорода, азота, окиси углерода и метана в чистом этилене [82], для определения неорганических газов в двуокиси углерода [83], используемой как хладоагент в ядерных реакторах, для определения чистоты гелия [84]. Очень важной задачей для техники безопасности является определение примесей метана в воздухе помещений и, в частности, в воздухе шахт [85], определение водорода в рудничных газах [86[. [c.151]

Потребление энергии на 1т стали лежит в пределах 300-400 кВт, т. е. процесс достаточно энергоемкий. По этой причине будущее металлургии железа тесно связывают с развитием ядерной энергетики. В интересах максимального использования электроэнергии было бы желательным тепло, вьщеляющееся при первичном ядерном расщеплении, применять непосредственно для восстановления железной руды. В настоящее время это вызывает пока еще большие трудности. Для получения восстанавливающих газов из топлива требуются очень высокие температуры. Подвести тепло ядерного реактора к металлургической установке можно одним из двух способов с помощью первичного теплоносителя гелия через жидкий свинец к коксу (или смеси кокса с рудой) или косвенно через теплообменник из труб, изготовленных из карбида кремния. На выходе из реактора гелий должен иметь температуру 1200°С только тогда будут обеспечены необходимая рабочая температура (900°С) и высокая степень восстановления железной руды. Находящиеся в настоящее время в эксплуатации атомные реакторы дают температуру 950-1000°С, т.е. недостаточную для металлургии. Полагают, что в будущем появится возможность создания более высокотемпературных ядерных реакторов. [c.264]

Вязкость газа обычно возрастает с температурой, так что изменения толщины пограничного слоя газа будут противоположны изменениям в случае жидкости. К счастью, число Прандтля для газов близко к единице и, как правило, влияние изменения температуры по толщине пограничного слоя невелико — порядка нескольких процентов. Когда же разность температур достигает 800 К или более (как в двигателях некоторых самолетов, ракет и ядерных реакторах), изменения физических свойств по толщине пограничного слоя могут привести к существенному отличию коэффициента теплоотдачи от расчетного значения, полученного из уравнения (3.22),— до 30% и более. Эксперименты с воздухом и гелием, выполненные в Льюисской лаборатории ЫА5А, показали, что для обеспечения хорошего соответствия результатов достаточно знать физические свойства теплоносителя при среднеарифметическом значении температуры между стенкой и основным потоком 124, 25]. Это относится не только к коэффициентам теплопроводмости и вязкости в выражении для числа Прандтля и коэффициенту теплопроводности в выражении для числа Нуссельта, но также к коэффициенту вязкости и плотности в выражении для числа Рейнольдса, так что уравнение (3.22) принимает следующий вид [c.57]

Применение углерода и его соединений. Алмаз (большей частью искусственный) иаходит широкое применение при изготовлении режущего и бурового инструмента, а также как абразивный материал. Природный ювелирный алмаз обрабатывают и получают бриллианты. Графит служит основой конструкционных, огнеупорных, электродных, электротехнических и анти-фрикционнЕлх материалов. Кроме того, графит применяется как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Технический углерод (сажа) используется как иаполни гель резин и пластмасс. Из сажи вырабатываются краски — типографские, малярные, тушь, красители для кожи и лент пишущих машин. Стеклографит (стеклообразный углерод), получаемый пиролизом некоторых углеродсодержащих соединений, исключительно тугоплавок, механически прочен и химически инертен. Он применяется как конструкционный материал в химическом машиностроении, электротехнике, атомной энергетике, космической технике. [c.197]

Гелий используется в качестве высокотемпературного теп-лоиосителя в ядерных реакторах, при испытаипи сварных швов на газопроницаемость, определении герметичности аппаратов, работающих под давлением и вакуумом. Он применяется при создании искусственных атмосфер при подводных и ке-сонных работах, в авиации, медицине. Весьма перспективен гелий для примеиеиия в искусственной атмосфере космических кораблей вследствие устойчивости к различным радиационным излучениям и высокой теилоироводиости, благодаря которой температура комфортной зоны увеличивается до 24,5-27,5 °С. [c.189]

С учетом перечисленных требований для процессов нефтепереработки, протекающих при температурах до 550 °С, наиболее приемлемы реакторы на быстрых нейтронах типа БН, теплоносителем в которых служит расплавленный металлический натрий. Для более высокотемпературных процессов можно использовать высокотемпературные ядерные реакторы с гелиевым охлаждением типа ВТГР. Возможно использование двухконтурной схемы с применением промежуточного контура чистого гелия, давление которого превышает давление в первом гелиевом контуре. [c.136]

Порошок карбида бора прессовали и спекали. Для этого его пластифицировали декстриновым клейстером, затем прессовали изделия 26,4 X 29 и пластины 70 х 70 х 30. Для спекания потребовалась сравнительно высокая температура (2200 °С). Для снижения температуры спекания и увеличения способности удержания гелия при облучении в ядерных реакторах порошок карбида бора легировали железом и цирконием. Все исходные материалы просеивали через сетку 0063, а шихту с 2,5 -Ь 5% добавок перемешивали в течение четырех часов. Затем получали изделия из карбида бора горячим прессованием в многогнездовых нресс-формах с диаметром 11 мм. Введение в карбид бора легирующих добавок приводит к образованию боридных фаз, улучшению условий горячего прессования и позволяет получать изделия с физической плотностью и плотностью по бору, соответствующими действующим требованиям. [c.403]

Поливинилхлорид является полимером, находящимся на грани между группой полимеров, подвергающихся преимущественно сшиванию, и группой, подвергающейся деструкции. Барр и Гаррисон [5] и Зисман и Бопп [6] наблюдали такие изменения механических свойств при облучении сополимеров винилхлорида и винилацетата, которые указывают на преобладание деструкции. Лоутон, Бюхе и Балвит [9] относят поливинилхлорид к полимерам, деструктирующимся при облучении быстрыми электронами (0,8 Мэв). С другой стороны, Чарлзби [10] нашел, что поливинилхлорид может образовывать гель при облучении в ядерном реакторе, причем Бопп и Зисман [11] указывают, что после начального размягчения при облучении в реакторе поли- [c.164]

В настоящее время графит широко используют как замедлитель в ядерных реакторах [17]. И в этом случае присутствие хемосорбированного кислорода на поверхности графита имеет большое значение. Когда в реакторе устанавливается рабочая температура, происходит разрушение поверхностных кислородных комплексов, образовавшихся при изготовлении графита и (или) в результате присутствия в реакторе недостаточно чистого охлаждающего газа (гелия). Выделяется главным образом окись углерода, которая, проходя над стальными трубами теплообменника и другими металлическими частями, вызывает карбонизацию Л1еталла. [c.330]

Возвращаясь к проблеме использования бора-10 в регулирующих стержнях ядерных реакторов, отметим, что образующиеся в них в результате реакции В (п, а) литий и гелий играют в данном случае отрицательную роль [41, 42], связанную с тем, что они занимают в стержне объём в 20 раз больший, чем исходный атом бора. Накопление в стержнях при высоких температурах гелия приводит к появлению в них трещин и нарушению структуры материала. Однако указанный недостаток имеет заметно меньшее значение в случае использования карбида бора в виде металлокерамики с окисью алюминия, поскольку стержни из этого материала в процессе облучения почти не меняют объёма и не образуют трещин [32, 34]. Например, цилиндрический образец, содержащий 2,2% вес. В4С в А12О3, при выгорании бора, равном почти 100%, увеличивается в диаметре всего на 1,2%, длина образца не изменяется, а его пористость находится в пределах 15-35%. Высокой радиационной стабильностью вплоть до интегральных нейтронных потоков 4,6 10 нейтронов/см обладают также материалы из В, диспергированного в стали или титане [32]. [c.198]

Крупным потребителем гелия является атомная техника. Здесь ои используется для обнаружения утечек в атомных реакторах. Гелий применяют в качестве хладагента в ядерных реакторах с газовым охлаждением. Охлаждение л<идким гелием постоянных магнитов, применяемых на термоядерных установках, позволяет уменьшить их габариты и вес [259]. По данным фирмы Air Redu tion o., In ., магнит весом 4,5 кг, помещенный в ванну с жидким гелием, имеет такую же мощность, как и магнит весом 453 кг [274]. [c.457]

Теплофизические свойства гексафторида урана и его смесей с гелием применительно к потребностям создания ядерного реактора с газофазной активной зоной при использовании рециркуляции последней детально рассмотрены в работе [9]. Поэтому здесь целесообразно лишь систематизировать сведения но свойствам (П-Е)-нлазмы нри-менительно к химико-металлургическим приложениям. [c.491]

Для предотвращения контакта между гильзой цилиндра и водой бассейна, в котором находился ядерный реактор, гильзу помещали в алюминиевый пенал, заполненный сухим гелием под давлением 2,1 кг1см (рис. 2). [c.254]

Оборудование и посуда. Ядерный реактор с потоком нейтронов 10 ча-еищ1сек см . Хроматограф типа Цвет , на выходе которого смонтирован проточный счетчик, работающий в пропорциональном режиме на смеси гелия (азота) с метаном. Широкополосный усилитель. Интенсиметр типа ИСС-2. Самопишущий потенциометр типа ЭПП-бЭ. Пересчетное устройство. Вакуумная установка. Горелка кислородная. Весы аналитические. Сменные колонки к хроматографу со следующими наполнителями молекулярные сита 5 А 25% трикрезил-фосфата на диатомитовом кирпиче вата, обработанная метанолом и высущен- [c.210]

Все изотопы плутония получены искусственно. Легкие изотопы получают в циклотроне бомбардировкой соответствующих ядер заряженными частицами высоких энергий дейтронами, ионами гелия. Тяжелые изотопы накапливаются при нейтронном облучении в ядерных реакторах. Эти изотопы играют важную роль в синтезе трансплутониевых элементов. Относительное содержание в облученном уране 2зэрц и более тяжелых изотопов, мри, гри, а также зври, 237 р, [c.319]

Следует подчеркнуть общие аспекты перспективности активационного метода, заключающиеся в возможности проведения недеструктивного анализа и легкости автоматизации аналитических операций. В связи со сказанным активационный метод нашел широкую распространенность при контроле различных процессов, а также для анализа объектов окружающей среды. Чаще всего хлор определяют -спектрометрическим методом [69, 172, 206, 297, 398, 466, 481, 537, 547, 590, 595, 687, 765, 783, 835, 867, 882, 939, 974, 977, 1035]. В качестве источников нейтронов используют ядерные реакторы (ИРГ-200 [16, 144], ИРГ-М [112], ARBI [555], IRR-1 832], IRR-2 [993]), генераторы нейтронов (НГ-200 [120, 549], НГ-160 [209], НГ-150М [210]), генераторы на основе ядерной реакции гелия He(d, п) Не [522] и изотопный нейтронный источник на основе f [408, 409, 991, 1032]. Для регистрации -спектров применяют различные спектрометры с детекторами на основе кристалла NaJ(Tl) [210, 261, 357, 595] или полупроводниковыми Ge(Li) [112, 144, 572, 609]. Расшифровку сложных 7-спектров проводят при помощи ЭВМ [251, 490, 783, 882, 974]. [c.127]

Заслуживают внимание случаи, когда давление окружающей среды превышает нормальное. До сих пор этому вопросу были посвящены только исследования Станна и Оверхоффа [39]. При разработке метода анализа графитовых глобул в ядерном реакторе эти авторы рассмотрели частный случай атомизации и возбуждения графита в атмосфере гелия, кислорода и аргона при давлениях от 0,1 до 4 МПа. [c.101]

Одаш из возможных методов получения синтин-газа из угля за счет тепла ядер-ного реактора. В газогенераторе с наддувом осуществляется реакция С -I-НгО -> СО + Н . Гелий-охлаждающий агент ядерного реактора здесь играеч роль погружного электронагревателя, роходя по смонтированному в газогенераторе змеевику. Ожидается, что уже в середине 80-х годов будут созданы крупные промышленные установки такого типа. [c.45]