Процесс деления

Решающую роль в развитии ядерной химии сыграло открытие в 1939 р. процесса деления ядер урана тепловыми нейтронами [c.661]

Порядковые номера осколков X и X" лежат между значениями 30 и 65, а массовые числа колеблются в пределах от 72 до 162. Образующиеся 2—3 нейтрона после прохождения через замедлитель (воду, графит и др.) могут привести к делению большого числа ядер урана с образованием 4—9 нейтронов и т. д. Быстрое размножение нейтронов вызывает нарастание скорости процесса деления ядер, приводящее к лавинообразному процессу, называемому цепной ядерной реакцией (рис. 15). Практически такой процесс может быть осуществлен в ядерных реакторах, в которых энергия деления ядер превращается в тепловую, а затем в электрическую. [c.76]

Генерация схем производится с учетом выявленных ранее ограничений и оценок. Этапы, предшествующие непосредственно синтезу оптимальной схемы, позволяют сформировать список компонентов с учетом образования азеотропных смесей в процессе деления, добавления разделяющих агентов или избытка отдельных компонентов для обеспечения или исключения азеотропных условий, т. е. формализовать в некоторой степени этап синтеза, основанный на опыте и интуиции проектировщика. Список формируется также с учетом оригинальных разработок для разделения отдельных компонентов смеси и их физико-химических свойств. В результате этого выявляется стратегия целенаправленного поиска оптимальной схемы. Заметим, что список компонентов может отличаться от исходного питания по количеству, составу, числу компонентов. Непосредственно генерация вариантов схем заключается в анализе списка компонентов, выборе сечений и оценке получаемых схем, в том числе с учетом рекуперации тепла. Поскольку список компонентов формируется исходя из реальных условий протекания процесса (например, фазовое равновесие), математические модели должны воспроизводить эти условия. Однако если разделяемая смесь не содержит сильно неидеальные системы, то расчет можно проводить и по упрощенным методикам, поскольку такие системы чаще всего многовариантные. На рис. 2.10 схематически приведена взаимосвязь этапов синтеза. [c.142]

Приблизительно 0,8—0,9 Л/эв на единицу массы (см. рис. 10). Это используется в процессах деления ядра атома урана (на рис. 10 соответствует перемещению вдоль стрелки В). [c.54]

Цепные реакции являются очень распространенными. По цепному механизму, на-Рис. 165. Схема развет- пример, могут совершаться многие реак-вляю щихся цепей. ции окисления углеводородов, в частности — важные в техническом отношении реакции получения альдегидов, спиртов, кислот, кетонов, перекисей и др. Н. Н. Семеновым было показано, что многие особенности процессов сгорания горючего в цилиндрах моторов двигателей внутреннего сгорания обусловлены цепным механизмом процесса. Процессы полимеризации, играющие важную роль в образовании высокомолекулярных соединений, большей частью протекают по типу цепных реакций, (В. А. Каргин, С. С. Медведев и др.) Большую роль цепные реакции играют в биологических процессах. Хорошо известно, что и процессы деления атомных ядер в кинетическом отношении могут протекать по типу цепных реакций. [c.486]

Именно это изменение определяет две замечательные особенности ядер в отношении реакции деления. Во-первых, при распаде ядра с массовым номером Л >85 выделяется значительная энергия во-вторых, такие ядра теоретически неустойчивы по отношению к процессу деления. [c.8]

Нейтроны, возникающие при делении с энергией выше порога, могут стать важным фактором в процессах деления ядер. Напрпмер, в естественном уране относительное содержание на два порядка больше, чем содер- [c.511]

В промышленных условиях в случае завала картина будет несколько иной. После образования первого разрыва пробка материала будет двигаться до тех пор, пока силы трения новых сформировавшихся сводовых структур впереди лежащего материала не уравновесят силы давления. По мере фильтрации газа за счет перераспределения напряжений образуется новый разрыв. Теперь уже будут двигаться три поршня, формируя новые сводовые структуры. Таким образом, происходит процесс деления пробки на отдельные части, которые двигаются в виде поршней, отделенных друг от друга воздушными промежутками. Процесс деления пробки будет идти до тех пор, пока общая ее длина не достигнет величины, при которой она будет способна удержать перепад давления при установившемся режиме фильтрации. Очевидно, что необходимым и достаточным условием этого будет [c.60]

Энергия, используемая при работе атомных электростанций, выделяется в результате ядерного деления. Топливом для ядерного реактора служит какое-либо делящееся вещество, например уран-235. Обычно уран обогащают изотопом уран-235, доводя содержание последнего приблизительно до 3%, и такой обогащенный уран используют в форме иОз. Гранулами из этого вещества наполняют трубки из циркония или нержавеющей стали. Контроль над протеканием процесса деления осуществляют с помощью стержней из таких веществ, как кадмий или бор, которые хорошо поглощают нейтроны. Контрольные стержни позволяют поддерживать поток нейтронов, достаточный для того, чтобы цепная реакция была самоподдерживающейся, но препятствуют перегреву активной зоны реактора . Реактор приводится в действие каким-либо источником нейтронов его остановка осуществляется достаточно глубоким погружением контрольных стержней в активную зону, т.е. туда, где происходит деление (рис. 20.15). В активной зоне реактора также находится замедлитель - вещество, замедляющее скорость нейтронов, для облегчения их захвата ядерным топливом. Наконец, в активной зоне циркулирует охлаждающая жидкость, которая отводит тепло, [c.269]

Для полного устранения влияния на процесс деления различного молекулярного веса исходных углеводородов и для лучшего разделения нафтенов по степени их цикличности необходимо разделять смеси, состоящие из углеводородов с близким молекулярным весом. Для этого желательно подвергать термической диффузии фракции насыщенных углеводородов с пределами выкипания порядка 25—75° С. Полезно также предварительно удалять из разделяемых смесей нормальные алканы. [c.331]

Измельчением называют процесс деления твердого тела на части, при котором путем приложения внешних сил преодолеваются силы молекулярного притяжения в измельчаемом твердом теле и образуются новые поверхности. [c.449]

Так как энтропия, подобно внутренней энергии, есть функция состояния, ее изменение зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути процесса. Изменение энтропии (А5) при переходе из состояния 1 в состояние 2 можно выразить уравнением Д5=5.2—51. Для обратимых изотермических процессов изменение А5=(3/Г, т. е. равно тепловому эффекту процесса, деленному на абсолютную температуру. Отсюда следует, что при поглощении одинаковых количеств теплоты одинаковыми массами вещества энтальпия системы возрастет тем больше, чем ниже температура. Применяя это уравнение, сравнительно легко можно определить изменение энтропии при фазовых переходах. [c.42]

Измельчением называется механический процесс деления твердого тела на части за счет приложения внешних сил. Измельчение может производиться методами удара (I), раздавливания (II) и истирания (III), как показано на рис. 5.4. [c.50]

Существуют и другие ядра, у которых. можно вызвать процесс деления. Однако практическое значение имеют только три перечисленных изотопа. [c.267]

Кинетическим закономерностям газовых цепных реакций подчиняются многие взрывные процессы и, в частности, один из важнейших процессов — деление атомных ядер под действием нейтронов. Нейтроны освобождаются при делении ядер урана-235. Это объясняется тем, что в ядрах атомов тяжелых элементов отношение числа нейтронов к числу протонов больше, чем в ядрах атомов элементов средней массы, образующихся [c.62]

Согласно капельной модели ядро представляют в виде капли ядерной жидкости с большим поверхностным натяжением, за счет которого нуклоны удерживаются внутри ядра. Эта модель хорошо характеризует процессы деления ядер, независимость плотности от их размеров и др. Вместе с тем она не отражает таких свойств ядер, как повышенную устойчивость магических ядер. [c.50]

Овладение процессом деления ядер привело к созданию В 50-Х годах XX в. ядерной энергетики. Новым этапом в ее развитии явилось использование реакторов на быстрых нейтронах. В реакторы на быстрых нейтронах загружают природный уран (может быть [c.73]

Протекание разветвленных цепных реакций имеет интересную аналогию с развитием лавинообразного цепного процесса деления ядер урана под воздействием нейтронов (см. 3.11). [c.178]

Большое практическое значение процессов деления объясняется огромным количеством энергии, которая выделяется при каждом ядерном делении. Это можно видеть из кривой энергий связей, приведенной на рис. 11-5. В результате деления ядра тяжелого изотопа, например происходит образование осколков с мас- [c.418]

Очень важную роль в развитии ядерной химии сыграло открытие в 1939 г. процесса деления ядер урана под воздействием нейтронов. Это открытие заложило основы атомной энергетики. Процесс распада ядер при бомбардировке урана-235 нейтронами сопровождается выделением множества различных элементов и частиц. Одну из возможных реакций отражает следующее уравнение [c.37]

Величина 2д , которая фигурирует в уравнении (8.141а), должна быть подобрана таким образом, чтобы 2д ф (г) хорошо совпадала с плотностью замедления быстрых нейтронов в тепловые в точке г. В качестве источников быстрых нейтронов должны быть взяты нейтроны, образующиеся в процессе деления на тепловых нейтронах г2 ф2(г). Параметры и 21 а представляют собой коэффициент диффузии тепловых нейтронов и сечение поглощения для тепловых нейтронов в активной зоне соответственно. Источник в уравнении для тепловых нейтронов (8.1416) взят равным числу нейтронов, замедляющихся из быстрой группы, за вычетом количества потерянных нейтронов из-за поглощения в процессе замедления. Положим, что рс — доля нейтронов быстрой группы, достигающих тепловых энергий (в активной зоне) в процессе замедления, и предположим, что рс определяется вероятностью нейтрону избежать резонансного захвата в активной зоне. Следует заметить, что такой выбор несколько произволен, поскольку сечение д пока еще не определено. Таким образом, примем это определение как удобное и оставим за собой возможность для подходящего определения величины Бд при конкретизации слагаемого /)с2д ф1> дающего источники тепловых нейтронов. [c.331]

Цепными реакциями являются реакции деления ядер 2зэр и В процессе деления ядра урана или плутония, вызванного захватом нейтрона, происходит выделение некоторого числа (от двух до трех) нейтронов. Выделяющиеся нейтроны захЕ ЭТЫваются другими ядрами урана илн плутония, и при определенных условиях происходит деление последних. Каждый нейтрон может вызвать деление одного ядра урана или плутония. Поэтому число нейтронов, возникающих в результате деления, возрастает в геометрической прогрессии. Таким образом, если преобладающее число нейтронов деления может быть использовано для новых актов деления, наблюдается лавинообразное нарастание числа делящихся атомов и, следовательно, числа нейтронов и количества выделяющейся энергии, т. е. при этом происходит типичный разветвленный процесс, в котором роль промежуточного вещества играют нейтроны. Этот процесс и используется при получении атомной энергии. [c.205]

Для того чтобы происходила цепная ядерная реакция, образец делящегося вещества не должен быть слишком мал, иначе нейтроны покинут его прежде, чем у них появится возможность столкнуться с каким-либо ядром и вызвать процесс деления. Если слищком большое количество нейтронов покидает образец делящегося вещества, цепная реакция обрывается. В таком случае масса образца называется подкритической. Если масса образца достаточно велика, чтобы в нем поддерживалась цепная реакция с постоянной скоростью деления, такая масса называется критической. Эго возможно в том случае, если после каждого акта деления только один нейтрон может вызвать новый акт деления. Образец еще большей массы удается покинуть лишь немногим нейтронам. В этом случае по мер е развития цепной реакции число делений все множится реакция протекает в надкритической области. Различия в характере протекания реакции ядерного деления в зависимости от того, является ли масса образца подкритической, критической или надкритической, схематически иллюстрируются рис. 20.13. На рис. 20.14 показан один из способов создания надкритической массы делящегося вещества в атомной бомбе. Для этого с помощью химических взрывчатых веществ быстро соединяют две подкритические массы, в результате чего образуется надкритическая масса. Как видно, принципиальная схема устройства такой бомбы очень проста. Делящиеся вещества, вообще говоря, доступны любому государству, где имеются атомные реакторы, что уже привело к распространению атомного оружия среди мно- [c.268]

Кроме огромной выделяющейся энергии, значение процессов деления состоит еще и в том, что индуцированное нейтронами деление само по себе не затухает. В процессе деления, инициированном нейтронами, происходит выделение нейтронов при делении выделяется в среднем 2,5 нейтронов на один акт деления. Если каждый из выделяющихся нейтронов приведет к дополнительному акту деления, то, очевидно, что возникнет цепная реакция. Однако, если средний свободный пробег нейтронов будет настолько велик, что возникнет возможность ухода нейтронов из системы, то реакция прекратится. Следовательно, для самоподдерживания реакции необходимо, чтобы в среднем один нейтрон каждого деления вызывал другое деление. Таким образом, существует минимальный, или критический размер расщепляющегося материала, меньше которого реакция несамоподдерживается, другими словами, вероятность ухода нейтрона становится больше, чем вероят- ость индуцирования нового акта деления. Если две докритиче-ские массы свести вместе, что получится критическая или сверх-критическая масса, что приведет к протеканию цепного процесса— ядерному взрыву. [c.419]

Понятие об энергии связи существенно нолюгает объяснению процессов деления ядер. Поэтому коротко поясним и уточним понятие об энергии связи. [c.8]

Наконец, в гетерогенной системе возрастает коэффициент размножения на быстрых нейтронах. Объяснение этому весьма простое. Так как все деления происходят в областях с высокой нлотиостью горючего (часто это чистый металл), то образующиеся высокоэнергетические нейтроны деления имеют большую вероятность столкнуться с ядрами горючего при движении к внешней границе и вызвать деление на быстрых нейтронах прежде, чем нейтрон вылетит из блока. Кроме того, каждое деление на быстрых нейтронах может произвести дополнительные нейтроны, которые, в свою очередь, способны вызвать дальнейшее деление на быстрых нейтронах таким образом, может проявляться и каскадный эффект. Неунругие столкновения, которые испытывают быстрые нейтроны, снижают рост коэффициента размножения на быстрых нейтронах. Процесс неуиругого рассеяния сильно конкурирует с процессом деления, однако суммарный эффект проявляется обычно в небольшом выигрыше в числе быстрых нейтронов. [c.476]

В таблице приведены цепочки распада осколков деления урава-235 под действием тепловых нейтронов, периоды полураспада каждого осколочного изотопа и выходы. Выход в процессе деления — доля делений, приводящая к рассматриваемому ядру непосредственно или в результате последующего (з-распада. Для каждого изотопа указан период полураспада и абсолютный выход в %. если он известен. Цифры, обозначающие величину абсолютного выхода, напечатаны жирным шрифтом. [c.300]

В 1938 г. О. Ган и Ф. Штрасман открыли процесс деления ядер урана нейтронами. [c.71]

В 1940 г. в СССР К. А. Петржак и Г. Н. Флеров показали, что процесс деления ядер, который осуществлен под действием нейтронов, в случае урана протекает самопроизвольно, без всякого воздействия нейтронов, только вероятность этого процесса значительно меньше, чем вероятность обычного радиоактивного распада урана путем сс-излучения. Был открыт, таким образом, новый тип радиоактивного распада — спонтанное деление, который наблюдается в области тяжелых ядер. Огромные электростатические силы отталкивания между большим числом протонов в тяжелых ядрах пр)1водят к самопроизвольному делению ядра на два приблизительно равных осколка с выделением огромной энергии, заключенной в ядре. [c.71]

Порядковый номер (2) элемента в руках исследователей есть ключ для раскрытия сущности процесса деления тяжелых ядер, осуществления синтеза новых элементов, понимания явлений изотопии и изобарин. [c.94]

Ранние исследования по делению ядра показали, что поперечные сечения деления некоторых ядер сильно увеличивались в присутствии водэродсодержащих веществ, таких, как парафин. Отсюда был сделан вывод, что быстрые нейтроны замедлялись до тепловых, или медленных, в результате столкновений с атомами водорода, и процессы деления затем вызывались взаимодействием медленных нейтронов с ядрами-мишенями. [c.417]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология