0053
Reaktor atomowy i jego zastosowania. 235U podlega reakcji rozszczepienia pod wpływem neutronów o dowolnej energii. Stanowi on jednak rzadki (0,72" „) izotop w stosunku do uranu 238 (99,28%), a uzyskanie go w czystej postaci stanowi również trudny technicznie problem. 238U pęka jedynie pod wpływem prędkich neutronów o energii powyżej I MeV. Energia dużej części uwolnionych z rozszczepienia neutronów jest za mała do spowodowania dalszych procesów pękania jąder 238U, podczas gdy liczba neutronów prędkich jest za mała, by mogła rozwinąć się reakcja łańcuchowa. Użycie 23RU jako materiału rozszczepialnego stanowi zatem nieco trudniejszy problem. Rozwiązano go w sposób następujący:
Uran 238 wzbogacono uranem 235. który rozszczepiając się pod wpływem dowolnych, w sensie energetycznym neutronów, jest zarazem źródłem neutronów szybkich, które wykorzystane są do przeprowadzenia reakcji pękania 238U.
W celu rozwinięcia się reakcji łańcuchowej część neutronów, która znalazła się poza obrębem masy uranowej, zostaje również po odpowiednim „przygotowaniu” wykorzystana do przeprowadzenia rozszczepień 235U. Owo „przygotowanie” polega na spowalnianiu neutronów przez zastosowanie tzw. moderatorów (spowalniaczy), które zbudowane są z pierwiastków lekkich, jak: deuter (w postaci ciężkiej wody) lub węgiel w postaci grafitu. Oddziałując z jądrami tych pierwiastków neutrony ulegają spowalnianiu na skutek rozproszenia, przy czym prędkość ich staje się porównywalna z prędkością cząstek w danej temperaturze.
Neutrony wolne, tzw. „termiczne”, wykazują największe prawdopodobieństwo wchłonięcia je przez jądro uranu 235.
Tak więc mimo stosunkowo małego stężenia 235U w ogólnej masie uranu (wzbogacenie 23BU w stosunku do 238U wynosi najczęściej około 10%) ilość procesów pękania jąder staje się duża, gdyż neutrony termiczne z reguły wywołują procesy rozszczepienia 235U. Rozwinięcie się reakcji łańcuchowej w sposób kontrolowany i utrzymanie jej na odpowiednim bezpiecznym poziomie jest realizowane w urządzeniach zwanych stosami atomowymi lub reaktorami jądrowymi. Urządzenia te służą głównie jako źródła neutronów, za pomocą których przeprowadza się reakcje jądrowe, mające na celu wytwarzanie izotopów promieniotwórczych. Inne zastosowanie reaktorów to otrzymywanie i wykorzystanie energii jądrowej (ryc. 1.29).
W dużej o grubych betonowych ścianach kadzi umieszczone są w aluminiowych osłonach pręty z materiału rozszczepialnego (najczęściej 23RU wzbogacony 235U). Jako moderator służą bloki grafitowe, ciężka lub zwykła woda destylowana wypełniająca kadź. Całość urządzenia jest chłodzona wodą lub innym chłodziwem, które w przypadku reaktorów energetycznych przekazuje ciepło w tzw. wymiennikach cieplnych, skąd w dalszej kolejności wykorzystywane jest do napędzenia siłowni (najczęściej elektrycznej). W celu utrzymania postępu reakcji rozszczepienia na odpowiednim poziomie, odpowiadającym granicom bezpieczeństwa przed wybuchem lub przegrzaniem się reaktora, umieszczone są w nim pręty kadmowe, które mają dużą zdolność pochłaniania neutronów. Przez odpowiednie usytuowanie prętów kadmowych (większe lub mniejsze zanurzenie) można nie dopuścić do nadmiernego rozwinięcia się reakcji.
Strumienie powstających w reaktorze neutronów (przeważnie spowolnionych) dostarczają 1012-1016 neutronów przechodzących przez 1 cm2 w ciągu 1 sekundy. Umożliwia to produkcję na szeroką skalę różnych substancji promieniotwórczych (między innymi
59
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Reaktor jądrowy W reaktorze jądrowym służącym do realizowania kontrolowanej reakcji rozszczepienia
6 (1375) Literatura 179 Podobna reakcja zachodzi pod wpływem tlenku propylenu. Powstałe substancje c
czynne (obciążenia zewnętrzne) - mogące wywołać ruch, • bierne - czyli reakcje powstające pod wpływe
CCI20100209 010 A Reakcje alkaloidów: l l. Reakcje barwne pod wpływem srodkow utleniających (HNO3, H
MATERIAŁY PROMIENIOCZULE Fotochemia - dział chemii zajmujący się reakcjami zachodzącymi pod wpływem
80 A. GRYFF-KELLER jego nadmiaru ze środowiska reakcji. Taką metodę zastosowano np. przy oznaczaniu
wykorzystanie reakcji rozszczepienia • w reaktorach produkcja energii i silnych wiązek neutronowych
W elektrowniach jądrowych energia cieplna wytwarzana jest w wyniku reakcji rozszczepiania jąder atom
Uran - a konkretnie jego izotop 235U jest materiałem stosowanym w elektrowniach atomowych (nies
RODZAJE BRONI NUKLEARNEJ1. Bomba atomowa Bomba atomowa czerpie swoją energię z reakcji rozszczepieni
stawową tymczasowego aparatu definitywnego jest możliwość jego zastosowanie dla wszystkich chorych b
Obraz5 (106) a w szczególności wyprowadzenie równania Schrodingera i jego zastosowanie do opisu ato
więcej podobnych podstron