Branduolinis reaktorius

Šioje temoje aptariamos grandininės branduolinės reakcijos, branduolinio reaktoriaus sandara ir veikimo principas. Taip pat trumpai apžvelgiama branduolinės energetikos istorija, dabartis, bei branduolinio ginklo veikimo principai.

Branduolinės energetikos vystymasis
Branduolinės energetikos istorija prasidėjo 1942 m., kai Enriko Fermis Čikagoje paleido pirmąjį branduolinį reaktorių. Pirmoji atominė elektrinė pradėjo veikti 1954 m. Obninske, o pirmoji pramoninė – 1956 m. Kalder Halyje (Didžioji Britanija). Ignalinos atominė elektrinė (IAE) turėjo du \(\text{RBMK-}1500\) tipo reaktorius. Šiuo metu kuriami ir tobulinami naujos kartos reaktoriai, pavyzdžiui, greitųjų neutronų reaktoriai (\(\text{GFR}\), \(\text{LFR}\), \(\text{SFR}\)) ir išlydytos druskos reaktoriai (\(\text{MSR}\)).
Branduoliniai ginklai
Branduoliniuose ginkluose, pavyzdžiui, atominėse bombose, naudojamos nevaldomos grandininės reakcijos. Supaprastinta atominės bombos sandara apima du urano gabalus, kurių masė mažesnė už kritinę, pleištą, juos atskiriantį, ir sprogdinimo įtaisą. Sprogdinimo įtaisui išmušus pleištą, urano gabalai susijungia, viršydami kritinę masę, ir įvyksta sprogimas.
Branduoliniai reaktoriai
Branduoliniai reaktoriai yra įrenginiai, kuriuose vyksta valdomos grandininės branduolinės reakcijos. Pagrindiniai elementai: branduolinis kuras (dažniausiai \({}^{235}\text{U}\), \({}^{238}\text{U}\), \({}^{239}\text{Pu}\)), neutronų lėtiklis (pvz., sunkusis ar paprastasis vanduo, grafitas), šilumnešis (pvz., vanduo, skystasis natris), aktyvioji zona (kur vyksta reakcijos), neutronų atšvaitas (dažniausiai grafitas), valdymo strypai (iš kadmio ar boro) ir apsauginis sluoksnis (pvz., betonas). Branduolinio kuro skilimo metu išsiskiria energija ir neutronai, kurie lėtinami ir sukelia tolesnius skilimus. \({}^{238}\text{U}\), veikiamas neutronų, gali virsti \({}^{239}\text{Pu}\), kuris taip pat naudojamas kaip kuras. Išsiskyrusi šiluma panaudojama elektros energijai gaminti.
Grandininės reakcijos
Grandininė branduolinė reakcija apibūdinama neutronų daugėjimo koeficientu (\(k\)). Kai \(k > 1\), reakcija intensyvėja; kai \(k < 1\), reakcija slopsta; kai \(k = 1\), palaikoma stabili grandininė reakcija. Ši stabili būsena yra būtina branduolinių reaktorių veikimui. Net nedidelis \(k\) padidėjimas virš 1 (pvz., iki 1.01) gali sukelti sprogimą. Gamtiniai urano izotopai, \({ }^{235} \text{U}\) ir \({ }^{238} \text{U}\), turi skirtingas fizikines savybes.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com