Цепные реакции ядерные

Рис. 20.12. Цепная реакция ядерного деления, в которой при каждом акте деления образуются два нейтрона. Такой процесс приводит к ускорению скорости деления, так как число актов деления на каждой стадии удваивается.

Рис. 20.13. Зависимость режима цепной реакции ядерного деления от массы образца. Если образец имеет подкритическую массу, цепная реакция прекращается, потому что нейтроны покидают образец, не вызывая новых актов деления. По мере увеличения массы образца его покидает все меньшее число нейтронов и цепная реакция получает возможность развиваться.

Расщепление одного атома урана приведет к расщеплению нескольких атомов. Результат цепной ядерной реакции окажется подобен результату обычной химической цепной реакции, например реакции водорода и хлора (см. гл. 9). Однако поскольку ядерные реакции связаны с обменом гораздо большими энергиями, чем химические реакции, то результаты ядерной цепной реакции окажутся несравнимо более мощными. [c.177]

При использовании слабо обогащенных материалов гетерогенные систем1л более приемлемы (если не единственно возмол ны). В гомогенных системах, использующих природный уран в смеси с любым из известных замедлителей, единственным исключением из которых является тяжелая вода, не может быть обеспечена самоподдерж вающаяся цепная реакция, так как эти замедлители обладают большим сечением захвата нейтронов. Такие хорошие замедлители, как графит, бериллий (окись бериллия), обычная вода, требуют применения обогащенного ядерного горючего, а при работе на природном уране необходимо применение гетерогенной структуры. Блочное рас-нолол енне ядерного горючего обеспечивает лучшее использование имеющихся нейтронов, так как в этом случае улучшается возмон(ность поддержания ценной реакции. Нейтроны деления, возникающие в системе с энергией порядка нескольких мегаэлектронвольт, в результате упругих и неупругих столкновений с окружающими ядрами замедляются до тепловых скоросте . Если изобразить энергетическое распределение нейтронов как функцию энергии, то окажется, что основная масса нейтронов сосредоточена в сравнительно узком энергетическом интервале. Целесообразно ввести понятие средняя энергия нейтронов в реакторе . [c.18]

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]

Выяснение соотношения необходимости и случайности позволяет раскрыть внутреннюю логику развития химической науки. Известно, например, что обнаружение ряда элементов и их свойств до открытия периодического закона представляло собой случайное явление. Ярким примером ЭТОГО может служить открытие фосфора в моче алхимиком Брандтом, искавшим философский камень и исходившим при этом из мистической идеи о пребывании его в продуктах жизнедеятельности. В определенной мере случайно было обнаружено А. Беккерелем явление радиоактивности солей урана, когда он искал подтверждения выдвинутой им неверной идеи о связи явления флуоресценции стекла с невидимыми лучами, испускаемыми катодной трубкой. Вероятно, также случайно (по времени и характеру открытия, поскольку сам поиск в известной степени велся целеустремленно) обнаружили в древнем Китае состав и свойства пороха и т. д. Однако изучая, группируя и систематизируя в том числе и случайно открытые элементы Д. И. Менделеев установил периодический закон. Свойства элементов (например, окислителей, восстановителей) выступили уже не случайными, а необходимыми. Случайное открытие А. Беккереля привело к установлению сложной структуры атома, созданию теории атомного ядра, открытию цепной реакции ядерного деления урана в соответствии с теорией цепных процессов Н. Н. Семенова и С. Хиншелвуда и в конце концов целеустремленно, с необходимостью — к атомному реактору. Таким образом, как бы случайное первое открытие в процессе развития науки в условиях определенных практических и теоретических предпосылок и потребностей влечет за собой с необходимостью целый ряд событий. Это еше раз подтверждает неразрывность необходимости и случайности, диалектическую связь между ними. [c.264]

Выбор графита в качестве замедлителя цепной реакции ядерного деления обусловлен различными соображениями. Материал замедлителя должен обладать следующими свойствами 1) обеспечивать быстрое замедление нейтронов, образующихся при ядерном делении, до равновесных тепловых скоростей и 2) иметь малое эффективное сечение захвата нейтронов. Эффективное сечение графита принимается равным 0,0040 барн его теоретический предел для углерода в графите составляет 0,0035 барн. [c.32]

ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ —ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС [c.544]

Таким образом, облучение медленными нейтронами встречающегося в природе тория превращает его в изотоп урана, который делится под действием медленных нейтронов. Этот процесс, по крайней мере, в принципе открывает потенциальный источник делящегося материала, во много раз больший, чем количество U" — единственного известного делящегося изотопа, имеющегося в природе. На практике превращение тория в U осуществляют при использовании избыточных нейтронов в работающем на основе цепной реакции ядерном реакторе типа бридерного или воспроизводящего реактора. Возможность использования тория для значительного увеличения запасов делящихся изотопов, естественно, усилила интерес к химии тория и обусловила большинство последних работ. [c.24]

Стронций-90 - радиоактивный продукт цепной реакции. В случае его попадания в пищу из почв, расположенных рядом с местами проведения наземных ядерных испытаний, он может нанести организму огромный вред. Он особенно опасен, так как ведет себя в химическом отношении подобно кальцию (эти два элемента находятся в одной группе периодической системы), и, вместо того чтобы выводиться из организма, он накапливается в костях. Учитывая эту и другие опасности радиоактивных осадков, в 1963 году США, СССР и некоторые другае страны заключили соглашение, которое положило конец большинству наземных испытаний ядерного оружия. Однако стронций-90 продолжает выделяться в окружающую среду из радиоактивных остатков от предыдущих ядерных взрывов. [c.330]

Критическая масса Наименьшая масса вещества, претерпевающего ядерный распад, необходимая для поддержания постоянной цепной реакции [c.545]

Задания этого раздела помогут вам лучше усвоить динамику ядерной цепной реакции. [c.339]

В то время как топливные электростанции для работы требуют расхода нескольких тонн угля в день, ядерные реакторы занимают сравнительно небольшой объем и загружаются сразу примерно на год. Топливо в реакторах находится в виде небольших топливных элементов, по размеру и форме напоминающие небольшой кусочек мела. В реакторе может быть до десяти миллионов таких топливных элементов, которые расположены в стальных цилиндрах длиной несколько метров, называемых топливными стержнями. Цепная реакция происходит внутри этих стержней. [c.342]

Регулирующие стержни - замедлители ядерной реакции - сделаны из материала, хорошо поглощающего нейтроны, например кадмия. Напомним, что именно число нейтронов нарастает в цепной реакции. Поглощение нейтронов нерасщепляемым материалом уменьшает ту их часть, которая вызывает дальнейшее деление. Скорость цепной реакции регулируется подниманием или опусканием этих стержней между топливными (рис. V.23). [c.343]

Что такое цепная ядерная реакция При каких условиях она протекает Какая разница между разветвленной и линейной цепными реакциями [c.345]

Что представляет собой ядерная цепная реакция [c.436]

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]

ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ [c.7]

Конкретный ход цепной реакции определяется совокупностью различных ядерных процессов, которые могут происходить между свободными нейтронами и материалами, входящими в состав реакторной системы. Как и в химических цепных реакциях, относительная скорость отдельных процессов, входящих в состав цепи, прямо пропорциональна концентрации носителей цепной реакции, в данном случае плотности нейтронов. Поэтому для определения различных характеристик реактора достаточно знать распределение плотности нейтронов по объему системы. [c.7]

Масса ядерного- горючего, необходимая для поддержания цепной реакции в реакторе данной конструкции. [c.20]

Таким образом в цепных реакциях превращение исходных веществ в продукты реакции осуществляется путем регулярного чередования нескольких реакций с участием свободных радикалов, сохраняющих свободную валентность. К цепным реакциям относятся реакции сгорания топлива, окисления молекулярным кислородом, хлорирования и бромирования, многие процессы полимеризации, крекинг тяжелых нефтепродуктов, процессы получения ядерной энергии и др., [c.354]

Первая ядерная реакция, которую применили для получения энергии, представляет собой реакцию деления ядра 92 и под действием проникающего в ядро нейтрона. При этом образуются два новых ядра — осколка близкой массы, испускается несколько нейтронов (так называемые вторичные нейтроны) и освобождается огромная энергия при распаде 1 г 92 выделяется 7,5 10 кДж, т. е. больше, чем при сгорании 2 т каменного угля. Вторичные нейтроны могут захватываться другими ядрами и, и свою очередь, вызывать их деление. Таким образом, число отдельных актов распада прогрессивно увеличивается, возникает цепная реакция деления ядер урана. [c.95]

К цепным процессам относятся и ядерные цепные реакции, протекающие, например, в атомных реакторах или при взрыве атомной бомбы. Здесь роль активной частицы играет нейтрон, проникновение которого в ядро атома может [c.203]

Графитовые материалы имеют высокий предел прочности при сжатии (500—400 кГ см -) низкое удельное электросопротивление (5-10-" —6-10 ом/см) высокую теплопроводность (80— 180 ккал/м - ч- град)-, низкий коэффициент термического линейного расширения (2-10 — 3-10 ). Графит обладает высокой термической стабильностью при температурах около 3000°С в восстановительных и нейтральных газовых средах, химической стойкостью в кислых и щелочных средах, очень низкой реакционной способностью в окислительной среде. Эти свойства графита используют в химических процессах, в газовых турбинах и в реактивной технике [245]. Кроме того, исключительно чистый графит обладает свойством замедлять движение быстрых нейтронов. Это качество графита используют в атомных реакторах для обеспечения протекания самоподдерживающейся цепной реакции, когда в качестве ядерного горючего используется уран IJ235 или плутоний [178, 293]. [c.68]

Кадмий сильно поглощает медленные нейтроны. Поэтому кадмиевые стержни применяют в ядерных реакторах для регулирования скорости цепной реакции. Кадмий используется в щелочных аккумуляторах (см.разд. 38.4), входит как компонент в некоторые сплавы (см. разд. 32.2). Несмотря на сравнительно высокую стоимость, кадмий применяется для кадмирования стальных изделий, так как он несет на своей поверхности оксидную пленку, обладающую защитным действием. В морской воде и в некоторых других условиях кадмированные стальные изделия более эффективно противостоят коррозии, чем оцинкованные. [c.545]

ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ — химические и ядерные реакции, в которых появление активной частицы (свободного радикала — в химических, нейтрона — в ядерных процессах) вызывает большое число (цепь) превращений неактивных молекул или ядер. Свободные радикалы или атомы, в отличие от молекул, обладают [c.282]

К цепным реакциям с разветвленными цепями относятся многие реакции окисления, часто приводящие к взрывам, некоторые ядерные процессы и т. п. [c.197]

Развитие техники в век НТР идет как бы по цепной реакции быстро развивающиеся области науки и промышленности взаимно обогащают друг друга, еще невозможное вчера становится явью сегодня. Это относится и к космической технике, и к ядерной индустрии, к радиоэлектронике и многим другим областям науки и техники. Но в основе прогресса все же лежит химия и металлургия (тоже одна из областей химии), расширяющие наши возможности благодаря использованию редких элементов, особенно редких металлов и их соединений. [c.252]

Как видно из уравнения, в процессе реакции увеличивается число нейтронов, которые в свою очередь могут вызвать новые деления ядер, т. е. возникает цепная ядерная реакция — ядерный взрыв. Разветвленная ядерная реакция осуществляется в атомной бомбе. [c.404]

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]

Мгновенная цепная реакция распада ядер используется в атомных (ядерных) бомбах. Следует отметить, что в качестве ядерного горючего могут быть использованы изотопы и ядра которых делятся под [c.71]

Кадмий сильно поглощает медленные нейтроны. Поэтому кадмиевые стержни применяют в ядерных реакторах для регулирования скорости цепной реакции. Кадмий используется в щелочн(.1х аккумуляторах (см. 244), входит как компонент в некоторые сплавы. Например, сплавы меди, содержащие около 1% d (кау(,-миевая бронза), служат для изготовления телеграфных, телефонных, троллейбусных проводов, так как этн сплавы обладают большей прочностью и износостойкостью, чем медь. Ряд легкоплавких сплавов, например, применяющиеся в автоматических огнетушителях, содержат кадмий. Несмотря на сравнительно высокую стоимость, кадмий применяется для кадмирования стальных изделий, так как он несет на своей поверхности оксидную пленку, обладающую защитным действием. В морской воде и в некоторых других условиях кадмирование более эффективно, чем цинкование. [c.625]

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]

Рис. .18. Ядерная цепная реакция начинается столкновением нейтрона с атомом урана-235 и затем продолжается до тех пор, пока нейтроны сталкиваются с другими расщепляемыми атомами. Продукты каждого ст.делыюго расщепления могут различаться между собой.

Целлюлоза или клетчэпш Полисахарид, состоящий из цепей молекул глюкозы. Образует по.юкнистые ткани и древесину Цепная реакция При ядерном распаде - расщепление ядер, при котором нейтр(эны выделяются в количестве, достаточном для продолжения реакции [c.549]

Уран-235, уран-233 и плутоний-239 при захвате нейтрона подвергаются делению. В результате возникает ядерная цепная реакция. При ее постоянной скорости режим реакции называется критическим. Если реакция замедляется, ее режим считается подкритическим. В атомной бомбе подкритические массы соединяют для получения надкритической массы. В ядерных реакторах проводится управляемая реакция деления, что позволяет получать постоянную мощность. В активной зоне ядерного реактора находятся делящееся топливо, контрольные стержни, замедлитель и охлаждающая жидкость. Атомная электростанция напоминает обычную тепловую электростанцию с той лищь разницей, что вместо камеры сгорания обычного топлива в ней имеется активная зона реактора. В реакторах-размножителях ядерного топлива должно образовываться больще, чем расходоваться на получение энергии. Безопасность работы атомных электростанций вызывает определенные опасения. Кроме того, нерещенными проблемами остаются восстановление отработанных топливных стержней и захоронение высокорадиоактивных ядерных отходов. [c.275]

Кадмий сильно поглощает медленные нейтроны. Поэтому его используют в виде стержней в ядерных реакторах для регулирования скорости цепной реакции. Кялмий используется в щелочных а1скумуляторах, входит в лекоюрые-сплавы. Сплавы меди, содержащие - 1% d, служат для изготовления проводов, подвергающихся трению от скольжения контактов не снижая электрической проводимости меди, кадмий улучшает ее механические свойства. Кадмирование стальных изделий лучше, чем цинковое покрытие, предохраняет железо и сталь от ржавления. Из солей кадмия наибольшее применение имеет сульфид. Сульфид кадмия применяется для изготовления краски и цветных стекол. [c.425]

Наибольший практический интерес из актиноидов представляют торий и уран, поскольку они имеют устойчивые изотопы и могут быть получены из природных соединений. Чрезвычайную важность приобрел в последние годы плутоний. Изотоп Ри э наряду с изотопом и з5 уазз делится под действием медленных нейтронов на два осколка со свсбождением громадного количества энергии и выбрасыванием нескольких нейтронов, способных поддерживать цепную реакцию деления. Благодаря этому Ри может использоваться в ядерных реакторах как горючее (ядерное топливо) и в атомных бомбах как взрывчатое вещество. [c.324]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология