Ядерные реакторы реакции

В ядерном реакторе реакция проводится достаточно быстро, чтобы образовывалось много полезного тепла, но не настолько быстро, чтобы она перешла в разветвленный цепной процесс взрыва. Контроль за работой такого реактора осуществляется при помощи кадмиевых стержней, погружаемых в ядерный реактор для поглощения нейтронов. При достаточно большом погружении кадмиевых стержней в реактор они поглощают столько нейтронов, что деление осуществляется на очень низком уровне. При уменьшении глубины погружения стержней они поглощают меньше нейтронов и деление происходит с большей скоростью. [c.426]

Источником тепла всех современных атомных энергетических установок является ядерный реактор — устройство, в котором протекает самоподдерживающаяся управляемая ядерная реакция. Ядерное горючее уран применяется в виде стержней, называемых тепловыделяющими элементами. Та часть реактора, в которой размещается уран и протекает реакция деления, называется активной зоной. Вокруг нее обычно располагается отражатель нейтронов. Назначение отражателя состоит в том, чтобы вернуть в активную зону реактора возможно большее количество вылетающих из нее нейтронов. В качестве отражателей применяются легкие металлы, углерод (в виде графита), обычный и тяжелый водород. Реактор должен иметь надежную защиту с тем, чтобы выделяющиеся в активной зоне излучения не проникали за пределы реакторов. [c.96]

На управляемых реакциях деления ядер (урана, плутония) основано действие ядерных реакторов. Расщепление ядер в атомных реакторах используется для производства энергии, получения трансурановых элементов, радиоактивных изотопов других элементов и и др. [c.661]

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]

Окончательный успех в деле превращения одних элементов в другие был достигнут физиками, а не химиками тигель алхимика уступил дорогу ядерному реактору. Сначала ученые обратили внимание на огромную энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях. Тот факт, что уран превращается при этом в барий и другие легкие элементы, первое время не вызывал столь большого интереса. Но химики быстро осознали, что радиоактивные изотопы обычных элементов представляют собой огромную ценность. Радиоактивный атом может играть роль своеобразной метки, его достаточно ввести в какое-то вещество, принимающее участие в реакции, чтобы при последующем наблюдении за ним раскрыть сложную последовательность всех ее стадий. Например, благодаря исследованиям при помощи меченного радиоактивным изотопом углерода удалось разобраться в механизме реакций фотосинтеза, и трудно представить себе, как бы это оказалось возможным сделать обычными методами. Радиоактивные и устойчивые изотопы позволяют решать химические проблемы, недоступные другим методам. Радиоактивные изотопы дают также возможность точной датировки событий далекого прошлого, представляющих исторический или геологический интерес. С их помощью установлен сравнительный возраст Земли и Луны, что привело к ниспровержению некоторых прежних теорий относительно происхождения Луны. [c.405]

Тяжелая вода является весьма эффективным замедлителем нейтронов в ядерных реакторах. Дейтерий широко применяют в научных исследованиях. В дейтериево-тритиевой смеси проводят управляемую термоядерную реакцию, которая в ближайшие десятилетия должна перейти из лабораторий в промышленность и стать могучим источником энергии. [c.467]

В теории ядерных реакторов основное внимание уделяется разработке математических моделей и методов расчета функций распределения нейтронной плотности. Конкретный вид этих функций в значительной степени определяется различными ядерными реакциями, в результате которых образуются свободные нейтроны. Поэтому для правильного понимания идей и методов теории реакторов необходимо иметь представление об основных положениях ядерной физики. [c.7]

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]

Практическое осуществление этого способа получения водорода возможно путем замены реакции непосредственного разложения воды термохимическим циклом, состоящим из нескольких реакций, имеющих значения констант равновесия, допустимые для практики. Изучено и предложено много термохимических циклов с целью разложения воды при температурах, не превышающих температуру теплоносителя, отходящего из ядерного реактора (при использовании отбросной теплоты ядерных реакторов). В разработанных термохимических циклах промежуточные вещества — галогены, элементы VI группы (сера), металлы И группы (Mg, Ва, Са), переходные элементы с переменной степенью окисления (V, Ре)— имеют большое сродство либо по отношению к водороду, либо к кислороду. Ниже приведен пример термохимического цикла реакций, приводящих к разложению воды на водород и кислород [c.82]

В целом термохимическое разложение воды является замкнутым циклом, так как все исходные реагенты отделяются от продуктов реакции и возвращаются в цикл, кроме воды, расходуемой на образование водорода и кислорода. Максимальная температура реакций (реакция г) не превышает 700°С н может быть обеспечена теплоносителем на выходе из ядерного реактора на уровне 800— 900 С. [c.82]

Термический к. п. д. таких циклов может достигать 55%. Однако реализация их сдерживается из-за высоких температур реакций, которые могут быть обеспечены при использовании тепла высокотемпературных ядерных реакторов, а также коррозионной агрессивностью среды, что требует применения специальных конструкционных материалов для оборудования. В связи с этим термохимические циклы не вышли пока из стадии исследовательских работ. [c.131]

Если в процессе облучения образец погружен в воду, то на его поверхности могут протекать реакции с образованием продуктов распада воды (Н, ОН, Оа). В тех случаях, когда источником облучения является раствор отработанного топлива йз ядерного реактора, то большая часть излучения на поверхности раздела будет представлена р-частицами или электронами большой энергии, которые проникают всего на несколько миллиметров, В таких случаях произойдет интенсивное взаимодействие материала с продукт и распада воды, и эта реакция приведет к отвердению и повышению хрупкости поверхности битумного слоя. [c.165]

Эти видоизменения происходят разными путями, в основе которых лежат как реакции синтеза, так и реакции распада ядер атомов. Кстати, так называемое спонтанное (самопроизвольное) деление ядер, в широком смысле, далеко не самопроизвольное, не беспричинное Причина этого распада находится вне атома. Она - в воздействии окружающей среды. Отсутствие в этом случае обмена материей с окружающей средой еще не говорит о том, что между ними не произошел обмен энергией Космическое пространство — глобальный ядерный реактор [c.86]

Известны ядерные реакции, протекающие в природных условиях — естественная радиоактивность. Кроме того, физики научились искусственно вызывать протекание целого ряда ядерных (атомных) реакций и используют их в атомных реакторах электростанций, ледоколов и подводных лодок. Пользуясь теми же процессами, что и природа, они только изменяют внешние условия в ограниченном пространстве — реакторе, и получают соответствующий результат. [c.87]

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]

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]

Почему делящееся топливо в ядерном реакторе не может взорваться, как в атомной бомбе, когда реакция достигает критического режима [c.279]

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]

По своим свойствам тяжелая вода заметно отличается от обычной воды (табл. 7.2). Реакции с тяжелой водой протекают медленнее, чем с обычной. Тяжелую воду применяют в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах. [c.216]

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]

Изотопы находят широкое применение в научных исследованиях, где они используются как меченые атомы для выяснения механизма химических и, в частности, биохимических, процессов. Для этих целей необходимы значительные количества изотопов. Стабильные изотопы получают выделением из природных элементов, а радиоактивные в большинстве случаев с помощью ядерных реакций, которые осуществляются искусственно в результате действия на подходящие элементы нейтронного излучения ядерных реакторов или мощных потоков частиц с высокими энергиями, например дейтронов (ядер дейтерия й), создаваемых ускорителями. Один и тот же изотоп можно получить различными путями. Так, например, для получения радиоактивных изотопов водорода, углерода, фосфора и серы, наиболее широко используемых в практике биологических исследований, осуществляются следующие ядерные реакции [c.26]

Искусственно ядерные реакции вызываются облучением ( бомбардировкой ) исходного вещества ( мишени ) различными частицами, обладающими достаточно большой энергией протонами, нейтронами, а-частицами и т. д. Особенно широко применяется обработка нейтронами. Как уже отмечено, эта незаряженная частица сравнительно легко проникает в ядра различных элементов, включая и тяжелые с большим положительным зарядом. Процесс ведут в специальных установках — ядерных реакторах ( атомных котлах ). Достигаемая мощность потока — до 10 нейтронов на 1 см облучаемой поверх- [c.373]

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]

Очень часто при получении искусственных изотопов встречаются реакции типа п, у) - Так, в частности, получают широко используемый в качестве меченого атома изотоп 15 Р. Для этого в ядерном реакторе облучают соединения стабильного фосфора нейтронами. Протекает ядерная реакция 153 Р(м, Y)l5 P [c.219]

Реакции вынужденного деления и ядерный реактор. Реакции вынужденного деления, т. е. деления, протекающего под действием бомбардирующих частиц, занимает особо важное место среди ядерных реакций, так как на их протекании основано 1) высвббожде- [c.65]

Интересный радиационный процесс, который, возможно, имеет цепную природу, представляет собой алкилирование ацетилена пропаном, в результате которого образуется З-метилбуген-1 [36 Эта реакция без воздействия излучений. не наблюдалась. На цепной характер реакции указывает величина выхода превращения ацетилена, которая равна 59 молекулам на 100 эв при интенсивности излучения 17 10 рад/ч и 36 молекулам при интенсивности 48-10 рад1ч. (Применялось смешанное излучение ядерного реактора.) Реакция имеет первый порядок ло ацетилену. Поскольку образуется метилбутен, процесс должен включать также стадии изомеризации. [c.290]

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]

Одним из источников ионизирующего излучения являются ядерные излучения, сопровождающие различные ядерные превращения и реакции (а -распада, захват нейтронов, деление и др.). Важное практическое значение имеют долгоживущие нуклиды Со (с периодом полураспада Го з = 5,1 года), получаемый по реакции Со (п, V), на что идет часть нейтронов активной зоны ядерных реакторов l37 s (Tq s = 30 лет) обычно в смеси с 34 s (Tg 5 = 2,2 года) и (Tq s = 28 лет), образующийся с большим выходом при делении тяжелых ядер в активной зоне ядерных реакторов [20]. [c.105]

Процесс паровой каталитической конверсии углеводородов с целью производства водорода обычно проводят при температурах 1070-1120 К [1,2] о подводом в слой катализатора тепла, необходимого для нагрева реагирующих компонентов и проведения высокоэндотермических реакций. При проведении высокоэндотермических процессов на агрегатах большой иоошости перспективно использование тепла ядерных реакторов. Применительно к процессу высокотемпературной паровой каталитической конверсии возможность использования тепла ядерных реакторов встречает затруднения, связанные о недостаточно высокой разностью между температурой теплоносителя и рабочей температурой процесса. Поэтону проведение процесса конверсии при бо- [c.55]

Корпускулярное излучение состоит из незаряженных нейтронов и заряженных частиц, например, электронов, протонов и а-частиц. Обычным источником получения нейтронов является ядерный реактор. Заряженные частицы могут образоваться при ядерных реакциях (включая радиоактивный распад) или в электроускорителях. [c.156]

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]

Тяжелая вода является весьма эффективным замедлителем иейтроиов в ядерных реакторах. Дейтерий широко применяют в научных исследованиях. В дейтериево-тритиевой смеси проводят управляемую термоядерную реакцию. [c.456]

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]

Технеций. В настоящее время искусственно получен ряд элеме,нтов, не встречающихся в природе. Один из них — технеций. Он был предсказан Менделеевым под названием экамарганца и и искусственно получен в 1937 г. облучением молибдена дейтронами по реакции М042 (й, п) Тс . В настоящее время источником технеция служат продукты расщепления урана в ядерных реакторах. Свое [c.532]

Чрезвычайно важно изучение радиоактивных изотопов платиновых элементов, поскольку они образуются в ядерных реакторах в результате деления ядер урана. Число радиоизотопов обычно очень велико, и свойства их сильно различаются. Например, нечетный родий, относящийся к числу элементов-одиночек (стабильный изотоп 45 НЬ, тип ядра по массе 4/г + З) имеет 13 радиоактивных изотопов, а четный рутений, плеяда стабильных изотопов которого состоит из 7 изотопов, имеет 9 радиоизотопов. Среди последних — изотоп дающий при радиоактивном распаде опасное жесткое излучение и имеющий большой период полураспада год). Сложность дезактивации местности и помещений, зараженных радиоактивными изотопами платиновых металлов, связана с тем, что они склонны образовывать очень прочные, низкой реакционной способности комплексные соединения, часто нейтральные, не сорбирующиеся поглотителями и не вступающие в химические реакции. Все это делает дальнейшее изучение химии платиновых элементов актуальной задачей. [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология