Ядерное горючее использование

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]

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]

Эти функции позволяют проектировать систему охлаждения реактора. Если известна плотность нейтронов в каждой точке реактора, то можно вычислить вероятности всех процессов взаимодействия нейтронов с ядром. Это позволяет рассчитать процесс выгорания ядерного горючего и образования новых делящихся изотопов, интенсивность излучения и поток нейтронов вне реактора. Последний фактор определяет требования к защите и позволяет рассчитать интенсивность нейтронных пучков для использования в исследовательских целях. К этой группе задач относится также определение схемы загрузки горючего, обеспечивающей пространственно однородное энерговыделение по всему объему реактора. За исключением случаев сравнительно простой геометрии активной зоны, проблемы неравномерной загрузки горючего можно решать только численными методами. [c.20]

Использование энергии для производства тепловой или электрической энергии в техническом отношении означает применение новых видов топлив — ядерных горючих. Количество энергии, вьщеляющейся при расщеплении 1 кг ядерного горючего может быть условно названо их теплотой сгорания. Для урана эта величина равна 22,9 млн. кВт ч/кг. Во сколько раз уран эффективнее как горючее каменного угля с теплотой сгорания 27 500 кДж/кг [c.274]

Создание конкурентоспособных энергетических реакторов будет зависеть от обеспечения возможности получения с помощью таких реакторов большего количества энергии в короткий срок с использованием минимального количества ядерного горючего. Поэтому имеется тенденция к использованию более высокообогащенного топлива для обеспечения большей свободы при выборе конструкционных материалов, что, как надеются, позволит работать при более высоких температурах и с большей эффективностью превращать ядерную энергию в электрическую. Интенсификация работы реактора приведет к более быстрому обогащению ядерного горючего. Использование более дорогого обогащенного ядерного горючего ограничивает возможность пребывания его в течение длительного времени вне реактора, что также требует сокращения времени переработки. Очевидным решением этого вопроса является осуществление некоторых операций по переработке горючего непосредственно в процессе работы реактора. Этот вопрос уже исследуется, особенно для гомогенных водных реакторов и реакторов с жидко-металлически.м горючим. К сожалению, в случае гомогенных реакторов возникает ряд несовместимых проблем, и для высокотемпературных реакторов твердые тепловыделяющие элементы, по-видимому, являются более перспективными. Для таких реакторов трудно осуществить непрерывные процессы, но возможно. [c.256]

На какой же срок хватит классических видов минерального топлива при современном развитии человеческого общества Обоснованного ответа на этот вопрос, к сожалению, нет, что объясняется во многом недостаточной изученностью мировых ресурсов минерального топлива, невыявленными до конца возможностями использования ядерного горючего в качестве топлива, неясными размерами потребления топлива в перспективе и рядом других обстоятельств. [c.11]

В 1954 г. в СССР была пущена первая в мире атомная электростанция на ядерном горючем. В настоящее время построены и строятся мощные ядерные электростанции. В 1958 г. введен в действие ядер-ный реактор на быстрых нейтронах. В 1959 г. началась эксплуатация атомного ледокола Ленин . Использование ядерных реакторов в качестве мощных паросиловых установок в Советском Союзе расширяется с каждым годом. [c.76]

Прирост производства электроэнергии будет происходить в основном за счет ядерного горючего, гидроэнергии и использования углей в восточных районах страны (Канско-Ачинский территориально-производственный комплекс). При этом предполагается, что атомная энергетика будет развиваться опережающими темпами, а использование традиционных топливно-энергетических ресурсов будет улучшено за счет сокращения потребления нефтепродуктов в качестве топлива. [c.174]

Деление ядер связано с огромным выделением энергии. Так, при делении урана-235 происходит выделение около 75 млн. кДж энергии на 1 г урана. Это обусловило использование урана и плутония в качестве ядерного горючего в атомных энергетических установках и в качестве взрывчатого вещества в атомных бомбах. [c.449]

Др. путь использования Я. р.— инициирование хим. р-ций с помощью v-излучения, сопутствующего делению ядерного горючего. Для проведения таких процессов перспективны радиационно-хим. реакторы, в радиац. контуре к-рых циркулирует в-во, активируемое нейтронами и излучающее 7-кванты вне активной зоны реактора в среде хим. реагентов. Источником -излучения может служить индий-галлиевый сплав, а также теплоноситель реактора, напр, расплав натрия. Более мощные потоки 7-и.злучения получ. в радиац. контурах с делящимися рабочими,в-вами — жидкими, твердыми или газообразными. Разрабатывается проект реактора с циркулирующим тв, топливом. [c.725]

Вторая Международная конференция по мирному использованию атомной энергии (доклады советских ученых), Ядерное горючее и ядерные материалы , 1959, [c.232]

Р. X. зародилась в 1895-96, первым наблюдаемым эффектом явилось почернение фотографич. пластинки в темноте под действием проникающего излучения (см Радиоактивность). Впоследствии была обнаружена способность лучей радия разлагать воду, стали появляться работы, посвященные хим действию излучения радона и др радиоактивных элементов, а также рентгеновских лучей на разл в-ва Интенсивное развитие Р х началось с 40-х гг. 20 в в связи с работами по использованию атомной энергин Создание ядерных реакторов и их эксплуатация, переработка и выделение продуктов деления ядерного горючего потребовали изучения действия ионизирующих излучений на материалы, выяснения природы и механизма хим превращений в технол. смесях, обладающих высокой радиоактивностью. При разработке этих проблем Р х тесно взаимодействует с радиохимией. [c.150]

Использование в ракетной технике в качестве топлива свободных радикалов, которые по энергетическим показателям в десятки раз превосходят обычные жидкие топлива, будет следующим шагом в освоении космического пространства. Еще более заманчивым является использование в ракетных двигателях ядерного горючего при условии высокой полноты использования содержащейся в нем энергии. Решение проблемы эффективного использования ядерного горючего в ракетных двигателях будет и решением проблемы длительных полетов человека в космическом пространстве, т. е. практическим освоением межпланетных сообщений. [c.91]

Краус К- А., Нельсон Ф. Химия ядерного горючего. Доклады иностранных ученых иа Междунар. конференции по мирному использованию атомной энергии. М., Госхимиздат, 1956, стр. 353. [c.234]

Прирост производства электроэнергии будет происходить в основном за счет ядерного горючего, гидроэнергии и использования углей в восточных районах страны (Канско-Ачинский территориально-производственный комплекс). [c.88]

Использование как ядерного горючего основано на том, что при соударении его ядра с медленным тепловым нейтроном образуется новое ядро неустойчивое и самопроизвольно сразу же распадающееся на два больших фрагмента, состоящих из ядер 8г, и др., а также нескольких новых нейтронов, сразу же вступающих в новые ядерные реакции с новыми ядрами Так возникает разветвленная ядерная реакция, в результате которой выделяется 2 10 Дж/моль тепловой энергии, что в 2,5 10 раз превышает количество энергии, выделяющейся при сгорании такой же массы угля. Такой процесс реализуется в атомной бомбе. Для спокойного протекания той же ядерной реакции в атомном реакторе используются поглотители нейтронов в виде стержней из металлов с большим сечением захвата нейтронов, например кадмия, и замедлители нейтронов в виде графитовых блоков или тяжелой воды ВзО. Помимо самопроизвольному распаду под действием тепловых нейтронов способен подвергаться также трансурановый изотоп плутония который получают в значительных количествах в атомных реакторах. В настоящее время используется для производства ядерного оружия. [c.193]

Несколько исследований было проведено с использованием йе прерывных отстойников, причем большинство из них относится к разработкам в весьма специфической области — технологии ядерного горючего. При этом практически не было сделано попыток выявить роль загрязнений. [c.291]

Изотоп плутония зврц под воздействием медленных нейтронов также подвергается делению и может быть использован в качестве ядерного горючего, а в атомных бомбах — как взрывчатое вещество. В настоящее время плутоний в ядерных реакторах получается в больших количествах. [c.76]

Важнейшие проблемы современной Р. следующие 1) развитие методов подготовки ядерного горючего для ядерных реакторов АЭС и переработки облученного ядерного горючего 2) разработка эффективных методов радионуклидной диагностики производств, и исследоват. систем, особенно с применением короткоживущих радионуклидов, быстрый полный распад к-рых обеспечивает безвредность последующего использования соответствующих в-в 3) получение широкого ассортимента фармакологич. и иных мед. препаратов, содержащих радионуклиды типа Тс для диагностики и лечения разл. заболеваний 4) обеспечение безопасных методов обращения с отходами, особенно высокорадиоактивными, и перевода высокорадиоактивных отходов в формы, пригодные для длительного безопасного захоронения в спец. колодцах, геол. формациях и т. д 5) развитие методов радиохим. анализа и непрерывного контроля (мониторинга) радиоактивности окружающей среды. Авария в Чернобыле (1986) стимулировала работы по новым эффективным методам радиохим. дезактивации и др. радио-экологич. вопроса.м. [c.173]

Применение актиноидов и их соединений связано в основном с использованием атомной энергии. Так, U, Th и Ри являются ядерным горючим, использующимся в реакторах и других устройствах. Торий представляет, интерес как легирующая добавка при получении жаропрочных сплавов. ThOa — составная часть некоторых катализаторов и огнеупоров. [c.450]

Совр. период Р. связан с испольэ. ядерных реакторов и мощных циклотронов для синтеза новых радиоакт. трансурановых элементов (№№ 95—107) и произ-ва радионуклидов. Широко изучаются физ.-хим. св ва радиоакт. элементов, разрабатывается технология ядерного горючего, переработки ядерного топлива после его использования. Метод радио-акт. индикаторов проникает во все области химии и смежных с ней наук. Исследуется состояние радионуклидов в ультраразбавл. системах. Р. продолжает развиваться в связи с бурным развитием атомной энергетики, для к-рой необходимы новые технол. схемы не[)сработки сырьевых источников и и ТЬ и отработанного топлива ведется поиск путей выделения и использ. радиоакт. отходов атомных электростанций, др. радионуклидов, решаются экологич. проблемы, связанные с радиоакт. загрязнениями. [c.491]

Пром. установки создаются с ускорителями электронов (энергия 0,5-3 МэВ, мощность до 100 кВт) и с долгоживущими радионуклидными источниками у-излучения мощностью до 50кВт (активность нуклидов ок. 11-10 Бк для Со и ок. 44-10 Бк для Сз). Установки с наиб, мощными (до 10 кВт) источниками у-излучения м. б. реализованы путем создания при энергетич. ядерных реакторах (при обязат. условии обеспечения их надежности и безопасности) т. наз. радиац. контуров, в к-рых циркулируют рабочие в-ва, делящиеся (ядерное топливо) или неделящиеся (сплавы 1п-Са Na) под действием нейтронов. При прохождении рабочих в-в через ядерный реактор в них генерируются радионуклиды (в т. ч., что особенно важно, короткоживущие) с у-излучением, к-рое используется для инициирования и проведения радиац.-хим. процессов при прохождении рабочих в-в через радиац.-хим. установку. Такое у-излучение в 5-10 раз дешевле, чем у-излучение наиб, распространенного радионуклида Со. Благодаря комплексному использованию (для целей энергетики и РХТ) ядерного горючего значительно уменьшается стоимость тепла, генерируемого ядерным реактором, и, следовательно, удешевляется обычная хим. продукция, получаемая при использовании этого тепла или электроэнергии АЭС. [c.152]

К настоящему времени получены искусств, радионуклиды почти всех встречающихся в природе элементов периодич. системы (кроме Не и й), все актиноидные, а также трансактиноидные элементы (по 109-й включительно). Развитие ядерного реакторостроения и практич. проблемы получения ядерного горючего привели к тому, что радиохим. исследования и произ-во приобрели характер важнейших государств. профамм мн. развитых стран. Расширяется само понятие Р. по сравнению с определением, данным А. Камероном. В. Д. Нефедов и др. радиохимнки ленинградской школы (старейшей отечественной радиохим. школы) определяют Р. как науку, объектами исследования к-рой являются радиоактивные элементы и продукты ядерных превращений-на изотопном, элементном и молекулярном уровнях. В более широком смысле Р. трактуют как науку, изучающую хим. превращения радиоактивных в-в, их физ.-хим. св-ва, химию ядерных превращений и сопутствующие им физ.-хим. процессы (Ан. Н. Несмеянов и сотрудники). Однако такое определение Р. не охватывает технол. проблем радиохим. произв-в. Четкое разграничение круга вопросов, относимых к Р., должно быть основано на радиоактивных св-вах атомов, к-рые определяют характер проводимых работ и их результаты. Однако на практике такого разграничения обычно не проводят. Так, в журнале Радиохимия публикуются работы по химии радиоактивных элементов, использованию изотопных индикаторов при исследовании гетерог. процессов (экстракции, хроматографии, адсорбции, сокристаллизации и т.п.), по химии РЗЭ как аналогов актиноидов и мн. др. проблемам. [c.172]

Куллер [139] описал полный цикл переработки ядерного горючего с использованием бензольного раствора ТТА. [c.335]

Возросшая за последнее время потребность ряда отраслей промышленности в тории, не исключая и использование его в качестве ядерного горючего, привела к необходимости поисков новых источников его получения. Такими возможными источниками могут служить индустриальные отходы — отработанные калильные сетки для газовых горелок, содержащие 99% ThOa, и вольфрамовые нити, впаянные в электрические лампочки, содержание тория в которых определяется порядком 0,7—1% Th02. [c.217]

Использование солнечной онергии и ядерного горючего в качестве основных источников энергии. [c.75]

Термодинамическую константу К в случае обратимого обмена можно также рассчитать при использовании метода, применяемого к глинистым минералам результаты такого расчета, проведенного для шабазита, представлены в табл. 16 [15]. Наиболее характерное отличие этих данных состоит в небольших значениях свободной энергии и теплоты обмена АЯ ) и в сродстве, отвечающем ряду Na+полученные данные [18] по обмену s+—Na+наклино-птилолите. Этот минерал обладает более сильным сродством к цезию, чем монтмориллонит (см. стр. 42), поэтому его предложили использовать для выделения цезия из активных сбросных растворов на заводах по переработке ядерного горючего. [c.83]

Применение четвертичных фосфониевых, арсониевых и других полифенил-основных экстрагентов остается исключительно областью аналитической химии. С другой стороны, изучается возможность использования четвертичных аммониевых оснований в технологии разделения главным образом в процессах переработки ядерного горючего. [c.52]

В качестве генератора пульсаций для колонны средних размеров могут быть использованы сильфонные или диафрагменные устройства из нержавеющей стали, приводимые ч движение возвратнопоступательным механизмом. В этом случае растворы в экстракторе, могут быть изолированы от движущего механизма, что особенно важно при переработке ядерного горючего или работе с коррозионно-активными жидкостями. Такой тип пульсаторов позволяет легко изменить форму пульсации. Было установлено [34], что использование пилообразной или полуквадратной формы волны приводит к более низким скоростям захлебывания, чем пульсации сину- > соидальной формы с такой же амплитудой и частотой. [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология