Շղթայական ռեակցիա. Միջուկային ռեակցիայի առաջացման պայմանը

Շղթայական ռեակցիայի ՀԱՎԱՍԱՐՈՒՄԸ. ՆՅՈՒՐՈՆՆԵՐԻ ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ

ԳԱԶԻ ԱՐՏԱՀԱՆՄԱՆ ՀԱՇՎԻՉԻ ՍԱՐՔԸ ԵՎ ԳՈՐԾՄԱՆ ՍԿԶԲՈՒՆՔԸ

ԻՈՆԱՑՄԱՆ ՊԱԼԱՏԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ ԵՎ ԳՈՐԾՄԱՆ ՍԿԶԲՈՒՆՔԸ

Կախված կիրառվող լարումից, դետեկտորը կարող է գործել իոնացման պալատի, համամասնական հաշվիչի և Գեյգեր-Մյուլերի հաշվիչի ռեժիմներում:

Ամենապարզ իոնացման դետեկտորն է իոնացման խցիկ , որը երկու զուգահեռ թիթեղներից բաղկացած կոնդենսատոր է, որոնց միջև ընկած տարածությունը լցված է օդով կամ գազով։ Էլեկտրոդների վրա կիրառվում է մոտ 100 վոլտ լարում, որը համապատասխանում է I - V բնութագրիչի 1 հատվածին։ Բացակայությամբ իոնացնող ճառագայթումէլեկտրոդների միջև բացը դիէլեկտրիկ է, և շղթայում հոսանք չկա:

Էլեկտրոդների միջև իոնացնող ճառագայթման ազդեցության ներքո տեղի է ունենում մոլեկուլների և գազի ատոմների իոնացում և առաջանում են դրական և բացասական իոններ: Բացասական իոնները շարժվում են դեպի դրական էլեկտրոդ, իսկ դրական իոնները՝ հակառակը։ Շղթայում առաջանում է հոսանք: Էլեկտրոդների միջև լարումն ընտրված է այնպես, որ բոլոր ձևավորված իոնները հասնեն էլեկտրոդներին՝ առանց վերամիավորվելու ժամանակ ունենալու, բայց չեն արագանա այն աստիճան, որ առաջացնի երկրորդական իոնացում։

Իոնացման խցիկները հեշտ են գործել, բնութագրվում են գրանցման բարձր արդյունավետությամբ, սակայն դրանց թերությունները ցածր զգայունությունն են: Իոնացման խցիկի էլեկտրոդների վրա կիրառվող լարումը պետք է լինի մոտ 100 Վ։

Գազի արտանետման հաշվիչմետաղական է կամ ապակե գլան, ներքին մակերեսը պատված է մետաղով, որը կաթոդն է։ Մխոցի առանցքի երկայնքով ձգվում է մոտ 100 միկրոն տրամագծով բարակ մետաղական թել, որը հանդիսանում է անոդը։

Համամասնական հաշվիչները գործում են I - V բնութագրիչի 2-րդ հատվածին համապատասխանող լարումներով: 100-1000 Վ լարման դեպքում էլեկտրոդների միջև առաջանում է բարձր էլեկտրական դաշտի ուժ, և առաջացած առաջնային իոնները առաջացնում են գազի ատոմների և մոլեկուլների երկրորդական իոնացում։ Նման հաշվիչներում ընթացիկ արժեքը կախված է իոնացնող ճառագայթման մակարդակից:

Գայգեր-Մյուլլերի հաշվիչներն աշխատում են I-V բնութագրիչի 3 հատվածով 1000 Վ-ից ավելի լարման դեպքում: Իոնացնող ճառագայթման ազդեցության տակ էլեկտրոդների միջև առաջանում են դրական իոններ և բացասական էլեկտրոններ, որոնք, շարժվելով դեպի անոդ, ստեղծում են երկրորդական: իոնացում. Անոդի մոտ գտնվող էլեկտրական դաշտի բարձր ուժի պատճառով՝ կապված նրա փոքր տարածքի հետ, երկրորդական էլեկտրոններն այնքան են արագանում, որ նորից իոնացնում են գազը։ Էլեկտրոնների թիվը մեծանում է ձնահյուսի նման, առաջանում է պսակի արտանետում, որը գործում է իոնացնող ճառագայթման դադարեցումից հետո։ Լիցքավորումն անջատվում է 1 մեգոհմ մեծ դիմադրության միացմամբ։

Geiger-Muller հաշվիչները բնութագրվում են գրանցման բարձր արդյունավետությամբ և ազդանշանի մեծ ամպլիտուդով (մոտ 40 վոլտ): Թերությունները՝ ցածր լուծում և երկար վերականգնման ժամանակ:

Շղթայական ռեակցիայի հավասարումը.

որտեղ K-ն երկրորդական նեյտրոնների թիվն է (2-3); q - ջերմային էներգիա

Միջուկային շղթայական ռեակցիակայանում է նրանում, որ նեյտրոնների ազդեցության տակ ուրանի ատոմի միջուկները քայքայվում են ավելի թեթև միջուկների՝ կոչ. տրոհման բեկորներ ... Այս դեպքում, երկրորդական նեյտրոններ և ջերմային էներգիան ազատվում է: Երկրորդային նեյտրոնները, որոնք կրկին գործում են ուրանի միջուկների վրա, հանգեցնում են դրանց տրոհման՝ նոր նեյտրոնների ձևավորմամբ և էներգիայի արտազատմամբ։ Գործընթացը կրկնվում է, զարգանում է ձնահյուսի պես և կարող է հանգեցնել միջուկային պայթյունի։

Այնուամենայնիվ, միջուկային ռեակցիայի նման ներկայացումը իդեալականացված է, քանի որ կեղտերով նեյտրոնների գրավման և ակտիվ շրջանից նեյտրոնների արտանետման արդյունքում միջուկային ռեակցիան կարող է քայքայվել։

Միջուկային ռեակցիայում տեղի ունեցող գործընթացները բնութագրելու համար ներկայացվում է հայեցակարգը բազմապատկման գործակից Կ , որը հավասար է նեյտրոնների քանակի հարաբերությանը այս պահինժամանակը նախորդ ժամանակի նեյտրոնների քանակին:

K> 1 Միջուկային ռեակցիան աճում է և կարող է հանգեցնել պայթյունի

TO< 1 Ядерная реакция затухает

K = 1 Միջուկային ռեակցիան կայուն է

Նեյտրոնների դասակարգումը՝ կախված դրանց էներգիայի արժեքից.

ՄԻՋՈՒԿԱՅԻՆ ՌԵԱԿՑԻԱՅԻ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԸ:

1) ուրանը պետք է մաքրվի կեղտից և քայքայվող արտադրանքներից.

2) Արագ նեյտրոնների վրա շղթայական ռեակցիայի ժամանակ անհրաժեշտ է բնական ուրանի հարստացում, որտեղ նրա կոնցենտրացիան կազմում է 0,7% մինչև 15% կոնցենտրացիան:

3) Ջերմային նեյտրոնների վրա շղթայական ռեակցիայի ժամանակ անհրաժեշտ է խուսափել ուրան-238-ով նեյտրոնի կողմից ռեզոնանսային գրավումից: Դրա համար օգտագործվում են գրաֆիտից պատրաստված ռեթարդերներ։

4) համակարգ միջուկային վառելիքիսկ հետաձգիչը պետք է լինի փոփոխական, այսինքն. տարասեռ.

5) համակարգը պետք է լինի գնդաձեւ.

6) Որպեսզի միջուկային ռեակցիա տեղի ունենա, պետք է լինի բավականմիջուկային վառելիք. Նվազագույն արժեքըմիջուկային վառելիքը, որում միջուկային ռեակցիան դեռ շարունակվում է, կոչվում է կրիտիկական զանգված։

Միջուկային ռումբի սարքի դիագրամ

Ճեղքման շղթայական ռեակցիա

Երկրորդային նեյտրոնները, որոնք արտանետվում են տրոհման ժամանակ (2,5 հատ մեկ տրոհման գործողության համար) կարող են առաջացնել նոր տրոհման իրադարձություններ, ինչը հնարավորություն է տալիս իրականացնել շղթայական ռեակցիա։ Ճեղքման շղթայական ռեակցիան բնութագրվում է նեյտրոնների բազմապատկման K գործակցով, որը հավասար է տվյալ սերնդի նեյտրոնների թվի հարաբերությանը նախորդ սերնդի նրանց թվին։ Նախապայմանտրոհման շղթայական ռեակցիայի զարգացումն է. Ավելի քիչ, ռեակցիան անհնար է: Երբ ռեակցիան ընթանում է նեյտրոնների հաստատուն քանակով (արտազատված էներգիայի հաստատուն հզորություն)։ Սա ինքնաբավարար պատասխան է: At-ը թուլացած ռեակցիա է: Բազմապատկման գործակիցը կախված է տրոհվող նյութի բնույթից, միջուկի չափից և ձևից։ Շղթայական ռեակցիայի համար պահանջվող տրոհվող նյութի նվազագույն զանգվածը կոչվում է կրիտիկական: Կրիտիկական զանգվածի համար 9 կգ է, մինչդեռ ուրանի գնդակի շառավիղը 4 սմ է:

Շղթայական ռեակցիաները կարող են լինել վերահսկվող և չվերահսկվող: Ատոմային ռումբի պայթյունը փախուստի ռեակցիայի օրինակ է: Նման ռումբի միջուկային լիցքը երկու կամ ավելի կտոր է գրեթե մաքուր կամ. Յուրաքանչյուր կտորի զանգվածը կրիտիկականից փոքր է, ուստի շղթայական ռեակցիա չի առաջանում։ Հետևաբար, որպեսզի պայթյուն տեղի ունենա, բավական է միավորել այս մասերը մեկ մասի մեջ՝ կրիտիկականից մեծ զանգվածով։ Դա պետք է արվի շատ արագ, և կտորների միացումը պետք է շատ ամուր լինի։ Հակառակ դեպքում միջուկային լիցքը կթռչի, քանի դեռ չի կարող արձագանքել: Միանալու համար օգտագործեք սովորականը պայթուցիկ... Թաղանթը ծառայում է որպես նեյտրոնային ռեֆլեկտոր և, ավելին, միջուկային լիցքը պահում է ցցվելուց, մինչև միջուկների առավելագույն քանակն ազատի ամբողջ էներգիան տրոհման ժամանակ։ Ատոմային ռումբի շղթայական ռեակցիան ընթանում է արագ նեյտրոնների վրա: Պայթյունի ժամանակ միջուկային լիցքի նեյտրոնների միայն մի մասն է ժամանակ ունենում արձագանքելու։ Շղթայական ռեակցիան հանգեցնում է հսկայական էներգիայի արտազատմանը: Միաժամանակ զարգացող ջերմաստիճանը հասնում է աստիճանների։ Ամերիկացիների կողմից Հիրոսիմայի վրա նետված ռումբի կործանարար ուժը համարժեք էր 20000 տոննա տրոտիլի պայթյունին։ Նոր զենքերը հարյուրավոր անգամ ավելի հզոր են, քան առաջինները։ Եթե սրան ավելացնենք, որ ատոմային պայթյունի ժամանակ. մեծ գումարտրոհման բեկորները, այդ թվում՝ շատ երկարակյացները, ակնհայտ կդառնա, թե ինչ սարսափելի վտանգ է ներկայացնում այս զենքը մարդկության համար։

Փոխելով նեյտրոնների բազմապատկման գործակիցը, կարելի է իրականացնել վերահսկվող շղթայական ռեակցիա։ Սարքը, որում իրականացվում է վերահսկվող ռեակցիա, կոչվում է միջուկային ռեակտոր։ Բնական կամ հարստացված ուրանը ծառայում է որպես տրոհվող նյութ։ Ուրանի միջուկների կողմից նեյտրոնների ճառագայթային գրավումը կանխելու համար միմյանցից որոշ հեռավորության վրա տեղադրվում են տրոհվող նյութի համեմատաբար փոքր բլոկներ, իսկ բացերը լցվում են նեյտրոնների դանդաղեցնող նյութով (մոդերատոր): Նեյտրոնները դանդաղում են առաձգական ցրման արդյունքում։ Այս դեպքում դանդաղեցված մասնիկի կորցրած էներգիան կախված է բախվող մասնիկների զանգվածների հարաբերակցությունից։ Առավելագույն գումարէներգիան կորչում է, եթե մասնիկները ունեն նույն զանգվածը։ Այս պայմանը բավարարվում է դեյտերիումով, գրաֆիտով և բերիլիումով։ Առաջին ուրան-գրաֆիտ ռեակտորը գործարկվել է 1942 թվականին Չիկագոյի համալսարանում ականավոր իտալացի ֆիզիկոս Ֆերմիի ղեկավարությամբ։ Ռեակտորի աշխատանքի սկզբունքը պարզաբանելու համար եկեք դիտարկենք ջերմային ռեակտորի բնորոշ սխեման Նկար 1-ում:

Նկար 1.

Ռեակտորի միջուկում կան վառելիքի տարրեր 1 և մոդերատոր 2, որոնք դանդաղեցնում են նեյտրոնները մինչև ջերմային արագությունները: Վառելիքի տարրերը (վառելիքի ձողերը) տրոհվող նյութի բլոկներ են, որոնք փակված են փակ կեղևի մեջ, որը թույլ է կլանում նեյտրոնները: Միջուկային տրոհման ժամանակ թողարկված էներգիայի շնորհիվ վառելիքի տարրերը ջեռուցվում են, և, հետևաբար, հովացման համար դրանք տեղադրվում են հովացուցիչ նյութի հոսքի մեջ (3-5 - հովացուցիչ ալիք): Միջուկը շրջապատված է ռեֆլեկտորով, որպեսզի նվազեցնի նեյտրոնների արտահոսքը: Վերահսկողություն շղթայական ռեակցիաիրականացվում է հատուկ հսկիչ ձողերով՝ պատրաստված նյութերից, որոնք ուժեղ կլանում են նեյտրոնները։ Ռեակտորի պարամետրերը հաշվարկված են այնպես, որ երբ ձողերը ամբողջությամբ տեղադրվեն, ռեակցիան, իհարկե, տեղի չի ունենում։ Ձողերի աստիճանական հեռացման դեպքում նեյտրոնների բազմապատկման գործակիցը մեծանում է և որոշակի դիրքում հասնում է միասնության։ Այս պահին ռեակտորը սկսում է աշխատել։ Երբ ռեակտորը աշխատում է, միջուկում տրոհվող նյութի քանակը նվազում է և այն աղտոտվում է տրոհման բեկորներով, որոնց թվում կարող են լինել ուժեղ նեյտրոնային կլանիչներ: Որպեսզի ռեակցիան չդադարի, միջուկից օգտագործելով ավտոմատ սարքհսկիչ ձողերը աստիճանաբար դուրս են բերվում: Ռեակցիաների նման կառավարումը հնարավոր է ուշացած նեյտրոնների առկայության պատճառով, որոնք արտանետվում են տրոհվող միջուկներից մինչև 1 րոպե ուշացումով։ Երբ միջուկային վառելիքը այրվում է, ռեակցիան դադարում է։ Մինչ ռեակտորի վերագործարկումը, այրված միջուկային վառելիքը հանվում է և բեռնվում նորով։ Ռեակտորում կան նաև վթարային ձողեր, որոնց ներմուծումն անմիջապես ընդհատում է ռեակցիան։ Միջուկային ռեակտորը ներթափանցող ճառագայթման հզոր աղբյուր է, որը մոտ մեկ անգամ գերազանցում է սանիտարական չափանիշները։ Հետևաբար, ցանկացած ռեակտոր ունի կենսաբանական պաշտպանություն՝ պաշտպանիչ նյութերից (օրինակ՝ բետոն, կապար, ջուր) պատրաստված վահանների համակարգ, որը գտնվում է իր ռեֆլեկտորի հետևում և հեռակառավարման վահանակ։

Առաջին անգամ խաղաղ նպատակներով միջուկային էներգիան օգտագործվել է ԽՍՀՄ-ում։ Օբնինսկում 1954 թվականին Կուրչատովի ղեկավարությամբ առաջին ատոմակայան 5 ՄՎտ հզորությամբ։

Սակայն ուրանի ջերմային ռեակտորները կարող են լուծել էլեկտրաէներգիայի մատակարարման խնդիրը սահմանափակ մասշտաբով, որը որոշվում է ուրանի քանակով։

Ատոմային էներգիայի զարգացման ամենահեռանկարային ճանապարհը արագ նեյտրոնային ռեակտորների, այսպես կոչված, բուծող ռեակտորների զարգացումն է: Նման ռեակտորն ավելի շատ միջուկային վառելիք է արտադրում, քան սպառում։ Ռեակցիան ընթանում է արագ նեյտրոնների վրա, հետևաբար, ոչ միայն կարող է մասնակցել դրան, այլ նաև, որը վերածվում է. Վերջինս քիմիապես կարելի է առանձնացնել. Այս գործընթացը կոչվում է միջուկային վառելիքի վերարտադրություն: Հատուկ սելեկցիոն ռեակտորներում միջուկային վառելիքի բուծման հարաբերակցությունը գերազանցում է միասնությունը: Սելեկցիոների ակտիվ գոտին իզոտոպներով հարստացված ուրանի խառնուրդ է ծանր մետաղով, որը քիչ է կլանում նեյտրոնները: Սելեկցիոն ռեակտորներում մոդերատոր չկա: Նման ռեակտորների կառավարում ռեֆլեկտորը շարժելով կամ տրոհվող նյութի զանգվածը փոխելով։

Վերահսկվող շղթայական ռեակցիա.

Եթե շղթայական ռեակցիան սահմանափակվում է իր զարգացմամբ այնպես, որ միավոր ժամանակում արտադրվող նեյտրոնների թիվը, որը հասել է որոշակի մեծ արժեքի, այնուհետև դադարում է աճել, ապա տեղի կունենա հանդարտ ինքնապահովված տրոհման շղթայական ռեակցիա: Ռեակցիան հնարավոր կլինի վերահսկել միայն այն դեպքում, եթե պարզվի, որ հնարավոր է նեյտրոնների բազմապատկման k eff գործակիցը կարգավորել բավականին դանդաղ և սահուն, և օպտիմալ համակարգ k eff-ը միայն 0.5%-ով պետք է գերազանցի միասնությունը: Խորհրդային ֆիզիկոս Յա.Բ. Զելդովիչը և Յու.Բ. Խարիտոնը տեսականորեն ցույց տվեց (1939 թ.), որ վերահսկվող շղթայական ռեակցիա կարող է իրականացվել բնական ուրանի վրա։

Բնական ուրանի մեջ շղթայական գործընթացի զարգացման համար նեյտրոնները պետք է դանդաղեցվեն մինչև ջերմային արագություններ, քանի որ այս դեպքում կտրուկ մեծանում է U միջուկների կողմից դրանց գրավման հավանականությունը հետագա ճեղքումով: Այդ նպատակով օգտագործվում են հատուկ նյութեր. դանդաղեցնողներ.

Անշարժ հոսող շղթայական ռեակցիայի կառավարումը (k eff = 1) մեծապես պարզեցված է առկայության պատճառով հետաձգված նեյտրոններ(տես կետ 3.6): Ստացվում է, որ ռեակցիայի «արագացման» T ժամանակը (ժամանակը, որի ընթացքում բաժանումների թիվն ավելանում է e «2,71 անգամով) գերկրիտիկականության փոքր աստիճանով (k eff - 1.<< 1) определятся только запаздывающими нейтронами:

T = t s × b / (k eff - 1),

որտեղ t s-ն ուշացած նեյտրոնների կյանքի միջին ժամկետն է (t s ~ 14,4 վ),

b-ն ուշացած նեյտրոնների մասնաբաժինն է (b ~ 0,68% U-ի համար):

Քանի որ t s × b արժեքը ~ 5 × 10 -2 վ կարգի է, ռեակցիայի ինտենսիվությունը կաճի բավականին դանդաղ, և ռեակցիան լավ կարգավորվում է:

K eff-ի արժեքը կարելի է կառավարել՝ ակտիվ գոտի ավտոմատ կերպով ներմուծելով նեյտրոններ ուժեղ կլանում նյութեր. կլանիչներ.

12.3.1. Միջուկային ռեակտոր

Սարքը, որում իրականացվում և պահպանվում է միջուկային տրոհման կայուն ռեակցիա, կոչվում է միջուկային ռեակտոր կամ ատոմային կաթսա։

Առաջին միջուկային ռեակտորը կառուցվել է Է.Ֆերմիի ղեկավարությամբ 1942 թվականի վերջին (ԱՄՆ)։ Առաջին եվրոպական ռեակտորը ստեղծվել է 1946 թվականին Մոսկվայում՝ Ի.Վ.Կուրչատովի ղեկավարությամբ։

Ներկայումս աշխարհում կան մոտ հազար տարբեր տեսակի միջուկային ռեակտորներ, որոնք տարբերվում են.

· Գործողության սկզբունքով (ռեակտորներ ջերմային, արագ և այլն նեյտրոնների վրա);

· Ըստ մոդերատորների տեսակի (ծանր ջրի, գրաֆիտի և այլնի համար);

· Օգտագործված վառելիք (ուրան, թորիում, պլուտոնիում);

Նախատեսված նպատակների համար (հետազոտական, բժշկական, էներգետիկ, միջուկային վառելիքի վերարտադրության և այլն)

Միջուկային ռեակտորի հիմնական մասերն են (տես նկ. 4.5).

· Ակտիվ գոտի (1), որտեղ գտնվում է միջուկային վառելիքը, ընթանում է տրոհման շղթայական ռեակցիան, էներգիան ազատվում է.

· Նեյտրոնային ռեֆլեկտոր (2) շրջապատող միջուկը;

· Շղթայական պրոցեսի կառավարման համակարգ՝ նեյտրոնների ձող-ներծծողների (3) տեսքով;

· Ճառագայթային պաշտպանություն (4) ճառագայթումից;

Ջերմային կրիչ (5).

Վ միատարրՌեակտորներում միջուկային վառելիքը և մոդերատորը խառնվում են, ձևավորում են միատարր խառնուրդ (օրինակ՝ ակտինուրանի աղեր և ծանր ջուր)։ Վ տարասեռռեակտորներ (նկ. 4.6), միջուկային վառելիքը տեղադրվում է միջուկում՝ վառելիքի ձողերի տեսքով ( վառելիքի տարրեր) - փոքր խաչմերուկի բլոկ-ձողեր (1)՝ փակված հերմետիկ թաղանթի մեջ, որը թույլ է ներծծում նեյտրոնները։ Վառելիքի ձողերի միջև կա մոդերատոր (2):

Միջուկային տրոհման ժամանակ առաջացած նեյտրոնները, չհասցնելով կլանվել վառելիքի ձողերում, մտնում են մոդերատոր, որտեղ կորցնում են իրենց էներգիան՝ դանդաղելով հասնելով ջերմային արագությունների։ Այնուհետև նորից ընկնելով վառելիքի ձողերից մեկի մեջ՝ ջերմային նեյտրոնները մեծ հավանականություն ունեն կլանվելու տրոհվող միջուկներով (U, U, Pu): Այն նեյտրոնները, որոնք գրավվում են U միջուկներով, նույնպես դրական դեր են խաղում՝ որոշակիորեն լրացնելով միջուկային վառելիքի սպառումը։

Լույսի միջուկները լավ մոդերատորներ են՝ դեյտերիում, բերիլիում, ածխածին, թթվածին: Լավագույն նեյտրոնային մոդերատորը դեյտերիումի համակցությունն է թթվածնի հետ. ծանր ջուր... Այնուամենայնիվ, իր բարձր գնի պատճառով ածխածինը ավելի հաճախ օգտագործվում է շատ մաքուր տեսքով գրաֆիտ... Օգտագործվում է նաև բերիլիում և դրա օքսիդ։Վառելիքի ձողերը և մոդերատորը սովորաբար կազմում են սովորական վանդակավոր (օրինակ, ուրան-գրաֆիտ):

Ճեղքման էներգիայի շնորհիվ վառելիքի ձողերը տաքացվում են։ Սառչելու համար դրանք տեղադրվում են առվակի մեջ։ հովացուցիչ նյութ(օդ, ջուր, գոլորշի, He, CO 2 և այլն):

Շնորհիվ այն բանի, որ նեյտրոնները կորչում են մոդերատորում և տրոհման բեկորներում, ռեակտորը պետք է ունենա գերկրիտիկական չափեր և առաջացնի նեյտրոնների ավելցուկ։ Շղթայական գործընթացի կառավարումը (այսինքն՝ ավելորդ նեյտրոնների վերացումը) իրականացվում է հսկիչ ձողերով (3) (տես նկ. 4.5 կամ 4.6), որոնք պատրաստված են նեյտրոնները ուժեղ կլանումող նյութերից (բորային պողպատ, կադմիում):

Ռեակտորի պարամետրերը հաշվարկվում են այնպես, որ երբ ներծծող ձողերը ամբողջությամբ տեղադրվեն միջուկի մեջ, ռեակցիան տեղի չունենա։ Ձողերի աստիճանական հեռացման հետ նեյտրոնների բազմապատկման գործակիցը մեծանում է, և դրանց որոշ դիրքերում k eff-ը հասնում է միասնության, ռեակտորը սկսում է աշխատել: Ներծծող ձողերը տեղափոխվում են կառավարման վահանակից: Կարգավորումը պարզեցվում է ուշացած նեյտրոնների առկայությամբ։

Միջուկային ռեակտորի հիմնական բնութագիրը նրա հզորությունն է։ 1 ՄՎտ հզորությունը համապատասխանում է շղթայական գործընթացին, որի ժամանակ 1 վայրկյանում տեղի են ունենում 3 × 10 16 տրոհման իրադարձություններ: Ռեակտորը պարունակում է արտակարգ իրավիճակձողեր, որոնց ներմուծումը, ռեակցիայի հզորության հանկարծակի բարձրացմամբ, անմիջապես գցում է այն:

Միջուկային ռեակտորի շահագործման ընթացքում աստիճանական միջուկային վառելիքի այրում, տրոհման բեկորները կուտակվում են, առաջանում են տրանսուրանային տարրեր։ Բեկորների կուտակումն առաջացնում է k eff-ի նվազում։ Այս գործընթացը կոչվում է թունավորումռեակտոր (եթե բեկորները ռադիոակտիվ են) և խարամում(եթե բեկորները կայուն են): Թունավորման դեպքում k eff-ը նվազում է (1-3)%-ով։ Որպեսզի ռեակցիան չդադարի, միջուկից աստիճանաբար (ավտոմատ) հանվում են հատուկ (փոխհատուցող) ձողեր։ Երբ միջուկային վառելիքն ամբողջությամբ այրվում է, այն հանվում է (ռեակցիայի ավարտից հետո) և բեռնվում նորով։

Միջուկային ռեակտորների շարքում առանձնահատուկ տեղ է զբաղեցնում բուծող ռեակտորներարագ նեյտրոնների վրա - բուծողները... Դրանցում էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն ուղեկցվում է ռեակցիայի (3.5) շնորհիվ երկրորդային միջուկային վառելիքի (պլուտոնիումի) վերարտադրմամբ, որի շնորհիվ արդյունավետորեն օգտագործվում է ոչ միայն U, այլև U իզոտոպը (տե՛ս §3.6): Սա հնարավորություն է տալիս արմատապես լուծել միջուկային վառելիքի ապահովման խնդիրը՝ նման ռեակտորում օգտագործվող յուրաքանչյուր 100 միջուկից արտադրվում է 150 նոր՝ տրոհման ընդունակ։ Արագ ռեակտորի տեխնոլոգիան լավագույն ինժեներական լուծումների որոնման գործընթացում է: Այս տեսակի առաջին փորձարարական արդյունաբերական կայանը (Շևչենկո) օգտագործվում է էլեկտրաէներգիայի արտադրության և ծովի ջրի աղազրկման համար (Կասպից ծով):

Շղթայական ռեակցիա

Շղթայական ռեակցիա- քիմիական և միջուկային ռեակցիա, որի ժամանակ ակտիվ մասնիկի տեսքը ( ազատ ռադիկալկամ ատոմքիմիական մեջ, նեյտրոնմիջուկային գործընթացում) առաջացնում է ոչ ակտիվների հաջորդական փոխակերպումների մեծ քանակություն (շղթա): մոլեկուլներըկամ միջուկներ. Ազատ ռադիկալները և շատ ատոմներ, ի տարբերություն մոլեկուլների, ունեն ազատ չհագեցած վալենտներ (չզույգված էլեկտրոն), ինչը հանգեցնում է դրանց փոխազդեցության սկզբնական մոլեկուլների հետ։ Երբ ազատ ռադիկալը (R) բախվում է մոլեկուլին, վերջինիս վալենտային կապերից մեկը խզվում է և, հետևաբար, ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում է նոր ազատ ռադիկալ, որն իր հերթին արձագանքում է մեկ այլ մոլեկուլի՝ ա. առաջանում է շղթայական ռեակցիա.

Շղթայական ռեակցիաները քիմիայում ներառում են օքսիդացման գործընթացներ ( այրումը , պայթյուն), ճեղքվածք , պոլիմերացումև այլն, որոնք լայնորեն օգտագործվում են քիմիական և նավթային արդյունաբերության մեջ:

Վիքիմեդիա հիմնադրամ. 2010 թ.

Տեսեք, թե ինչ է «Շղթայական ռեակցիան» այլ բառարաններում.

Շղթայական ՌԵԱԿՑԻԱ, միջուկային տրոհման ինքնավար գործընթաց, որի ժամանակ մի ռեակցիան հանգեցնում է երկրորդի սկզբին, երկրորդը՝ երրորդին և այլն։ Ռեակցիան սկսելու համար պահանջվում են կրիտիկական պայմաններ, այսինքն՝ պառակտման ընդունակ նյութի զանգվածը ... ... Գիտատեխնիկական հանրագիտարանային բառարան

շղթայական ռեակցիա- Ցանկացած կենսաբանական (կամ քիմիական-ֆիզիկական) պրոցես, որը բաղկացած է մի շարք փոխկապակցված գործընթացներից, որտեղ յուրաքանչյուր փուլի արտադրանքը (կամ էներգիան) մասնակից է հաջորդ փուլին, որը հանգեցնում է շղթայի պահպանման և (կամ) արագացման: .... Տեխնիկական թարգմանչի ուղեցույց

շղթայական ռեակցիա- 1) ռեակցիա, որն առաջացնում է սկզբնական նյութի մոլեկուլների մեծ թվով փոխակերպումներ. 2) նեյտրոնների ազդեցության տակ ծանր տարրերի ատոմային միջուկների ինքնակայուն տրոհման ռեակցիա. 3) քայքայել. Մի շարք գործողությունների, վիճակների և այլնի մասին, որոնցում մեկ կամ մեկ ... ... Բազմաթիվ արտահայտությունների բառարան

Շղթայական ռեակցիա շղթայական ռեակցիա. Ցանկացած կենսաբանական (կամ քիմիական-ֆիզիկական) գործընթաց՝ կազմված մի շարք փոխկապակցված գործընթացներից, որտեղ յուրաքանչյուր փուլի արտադրանքը (կամ էներգիան) մասնակից է հաջորդ փուլին, որը հանգեցնում է պահպանման և (կամ) ... ... Մոլեկուլային կենսաբանություն և գենետիկա. Բացատրական բառարան.

շղթայական ռեակցիա- grandininė reakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminė ar branduolinė reakcija, kurios aktyvusis centras sukelia ilgą kitimų grandinę. ատիտիկմենյս՝ անկյուն. շղթայական ռեակցիա rus. շղթայական ռեակցիա … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

շղթայական ռեակցիա- grandininė reakcija statusas T sritis fizika atitikmenys՝ angl. շղթայական ռեակցիա vok. Kettenkernreaktion, f; Kettenreaktion, f rus. շղթայական ռեակցիա, f pranc. reaction en chaîne, f… Fizikos terminų žodynas

Տարածվել. Լ.-ի ներգրավման ընթացող, անվերահսկելի գործընթացի մասին, Ինչ լ. ինչ լ. BMS 1998, 489; BTS, 1462 ... Ռուսական ասացվածքների մեծ բառարան

Շղթայական ռեակցիայի գիտական հայեցակարգ. Եվ նաև «Շղթայական ռեակցիա» կոչվում է մի քանի գեղարվեստական ֆիլմ՝ «Շղթայական ռեակցիա», ԽՍՀՄ 1962թ. «Շղթայական արձագանքը» 1963 թվականի ֆրանսիական քրեական կատակերգական ֆիլմ է։ «Շղթա ... ... Վիքիպեդիա

Շղթայական ռեակցիա (ֆիլմ, 1963) Այս տերմինն այլ իմաստներ ունի, տե՛ս Շղթայական ռեակցիա (այլ կերպացում): Chain Reaction Carambolages ... Վիքիպեդիա

Գրքեր

Շղթայական ռեակցիա, Էլկելես Սիմոնա. Տարիքը 18+ 3 չիպս. - Բեսթսելլեր The New York Times, Amazon - Համաշխարհային բեսթսելլերների հեղինակից «Իդեալական քիմիա» և «Գրաչության օրենքը» - Նրանց համար, ովքեր հավատում են, որ սերը փոխում է ամեն ինչ «Հիանալի ...