Ядерная цепная реакция
-
Основы ядерной цепной реакции
- Ядерная цепная реакция — это процесс, в котором нейтроны, сталкиваясь с ядрами, вызывают их деление, что приводит к высвобождению энергии и новых нейтронов.
- Коэффициент размножения нейтронов (k) описывает вероятность того, что нейтроны, испускаемые при делении, вызовут новые деления.
- В реакторе k должен быть больше единицы для поддержания цепной реакции, в противном случае реакция затухает.
-
Факторы, влияющие на k
- Вероятность деления зависит от свойств делящегося материала и его окружения.
- Коэффициент замедления нейтронов (λ) описывает вероятность поглощения нейтронов ядрами и их замедление до тепловой энергии.
- Коэффициент утечки нейтронов (η) описывает вероятность того, что быстрые нейтроны покинут активную зону без взаимодействия.
- Коэффициент использования тепловых нейтронов (Lth) описывает эффективность использования тепловых нейтронов в реакторе.
-
Ядерное оружие и управление реакциями
- В ядерном оружии используется сверхкритическая масса делящегося материала для достижения быстрого взрыва.
- Плотность делящегося материала может быть увеличена для увеличения k, что используется в методе имплозии.
- В ядерных энергетических реакторах критичность поддерживается на низком уровне, чтобы можно было управлять реакцией с помощью управляющих стержней и теплового расширения.
-
Безопасность ядерных реакторов
- Для предотвращения взрывов в реакторах используются меры, такие как отрицательный остаточный коэффициент реактивности и ограничение на количество остаточного тепла.
- Даже после остановки реактора возможно образование взрывоопасных газов из-за радиоактивного бета-распада.
Полный текст статьи: