Hasadási láncreakció - studopediya
Lánc folyamatot. A szív a lánc folyamat mindig ekzoenergeticheskaya reakciót azzal a tulajdonsággal, hogy izgatott a részecske és ad okot, hogy a másodlagos részecskék. A megjelenése a tápközegben kívánt részecske okoz lánc egyik a másik után reakciók, amelyek továbbra is törésre miatt a veszteség egy hordozó részecske folyamatot. A fő oka a veszteség - két: a felszívódását nélküli részecskék kibocsátásának másodlagos részecskék és ápolási hatálya alól az anyag, azaz egy láncreakció. Ha csak egy részecske a hordozó megjelenik minden aktusa a reakció, a láncreakció nevezzük egyenes. El nem ágazó láncú reakció nem válhat önfenntartó.
Ha minden cselekmény reakció jelenik meg több, mint egy részecske, van egy elágazó láncreakció, mert az egyik a szekunder részecskék folytatódik a lánc, míg mások, hogy egy új áramkört, amelyek elágaznak, újra. Igaz folyamat ramification versengő folyamatok, amelyek vezetnek láncterminációs, és a jelenlegi helyzet alakul az elágazó láncú reakciók korlátozása vagy kritikus jelenségek. Ha a szám folytonosság több, mint a számos feltörekvő láncok, a láncreakció önfenntartó nem lehetséges. Ha a számos új képezett lánc meghaladja a szünetek száma, a lánc reakció gyorsan terjed az egész anyag térfogata a megjelenése legalább az egyik a kiindulási részecskeméretet. A kritikus állapot jellemzi közötti egyenlőség a számos új áramkör és a szünetek száma.
Hasadási láncreakció. nehéz atommag hasadási neutron által gerjesztett egy, az eredmény ott több mint hasadási neutron. Következésképpen, a hasadási reakció generál egy önfenntartó láncreakciót hordozók fog szolgálni neutronok.
A szorzótényező. Mivel minden egyes lánc kezdődik egy új részecske, a reprodukció reprodukciós áramkörök részecskék. Ezért, hogy leírja a fejlődő az elágazó láncú reakciók jelenségek fogalmát használja a részecske szorzótényező, amellyel ezt követően mindig vélelmezett neutronok. Minden neutron a folyamatban részt vevő lánc húzódik kezelési ciklus: megszületett a maghasadás, van egy bizonyos ideig szabad állapotban, akkor vagy elveszett, vagy létrehoz egy új hasadási és biztosítja a következő generációs neutronokat. Neutron szorzótényező k aránya a szám a következő generációs neutronok száma az előző generáció az egész közeg térfogatát megszorozzuk neutronok. Folyamatos termelés neutronok keringési idejét szétválasztjuk átlagos neutron ciklust.
A kritikus állapotban jellemzi a feltétel k = 1. k<1 состояние вещества называется подкритическим и цепная реакция затухает, если в начальный момент в среде существовало какое-то число нейтронов, а если в начальный момент нейтронов не было, то цепная реакция вообще невозможна. В надкритическом состоянии k>Az 1. és a láncreakció lavina növekszik mindaddig, amíg a hálózati bármilyen okból nem k<1. Поскольку тяжелые ядра могут делиться самопроизвольно, то какое-то малое число нейтронов всегда присутствует в среде, включающей тяжелые нуклиды, а значит, всегда находится первый нейтрон, начинающий цепной процесс. Кроме того, свободные нейтроны появляются повсюду как продукты ядерных реакций, возбуждаемых космическими частицами, так что при достижении состояния с k>1 hasadási láncreakció indul önmagában, és azonnal.
Atomreaktor. Az eredményt a kritikus állapotban van a legnagyobb érdeklődés a elérése szempontjából ellenőrzött energiaforrás. A kritikus állapotban, a neutronok száma nem változik az idővel. Következésképpen száma hasadások egységnyi idő alatt, és így az energia, állandó.
Bevezetés a szaporodnak további mennyiségét a hasadóanyag vezet a túlzott reprodukciós áramkörök reakciók azaz növekedése kísérte k. Éppen ellenkezőleg, a bevezetése neutron elnyelő megnöveli a szakadás, és csökkenti a k. Továbbá, alkalmazása az anyag-neutron reflektorok, amelynek a mozgás közelében roazmnozhayuschey közepes csökkenti vagy növeli a veszteséget a neutronok szivárgása miatt, amely szintén megváltoztatja a számos nyitott áramkörök. Ezeknek az ellenőrzések lehetővé teszi, hogy elkezd egy láncreakció, hogy elérjék bármilyen szintű erő, hogy fenntartsák a steady-state rendszer kritikus állapotban, és megszünteti a lánc folyamatot. Telepítése szabályozott hasadási láncreakció és képviseli egy nukleáris reaktorban. Ez része a reaktor, amely tartalmaz hasadóanyag, és amelyben fut egy önfenntartó hasadási láncreakció, az úgynevezett reaktormagból.
Kritikus paramétereket. Kapcsolatfelvétel szorzótényező a kiegyenlítő egység érjük neutron szorzás a veszteségeket. veszteségek valójában két oka van: a felvétel egy neutron nélkül hasadási neutronok kifolyjon megszorozzuk közegben. A hozzájárulás a folyamat a vesztes neutron béta-bomlás elhanyagolható köszönhető, hogy a nagyon nagy különbség az élettartama a neutron a reaktorban (10 -3 ek), és a szabad neutron élettartam (
10 3 s). A verseny folyamatai közötti megosztottság és sugárzási elfog elsősorban aránya határozza meg a hasadó és egyéb anyagok mennyisége a reaktor magja. Szivárgás neutronok a magból függ a mérete és geometriája.
A probléma meghatározása a feltételeket, amelyek a k = 1 rendszerint két részre oszlik: az első határozza meg a szorzótényezőt a közegben, szivárgás nélkül, azaz a végtelen közegben. A megfelelő szorzótényező úgynevezett végtelen sokszorozási tényező a közegben ko. Nyilvánvaló, hogy k Ha ko> 1, akkor mindig van az összeg véges méretű, ami úgy érhető el, az alábbi feltételnek: ahol # 969; a töredéke a teljes neutronok száma a reaktorban keletkező szívódik fel a mag, vagy annak a valószínűsége, neutron ne szivárgás a végső térfogat a mag. Arány miatt elvesztett neutron szivárgás egyenlő 1- # 969;. szám # 969; Ez függ a geometriai méretek és lehet tetszőlegesen kicsi mennyiségének csökkentésére az aktív zony.Geometricheskie méretei a mag, amely megfelel a k = 1. Úgy hívják a kritikus méretet. és a tömege hasadóanyag a kritikus térfogat - critical mass. Hasadóanyag. A tiszta hasadó anyagok, mint például a 235 U. láncreakció könnyen beadhatók. Ha figyelmen kívül hagyjuk a lassuló neutronok rugalmatlan szórás, akkor feltételezhetjük, hogy a neutronok okozzák hasadás, amelynek energiája 2 MeV. A számos másodlagos neutronok ezt az energiát a neutronok egyenlő 2,68. A sugárzásos befogó U 235 csökkenti a szorzótényező: Ha a táblázat adatai 4,56, megkapjuk ko = 2,58. Nagy jelentőséggel bír ko eredményeket viszonylag kis critical mass. 4.7 táblázat mutatja, a kritikus tömege gömb alakú testek a hasadóanyag és a megfelelő sugarak a golyókat kritikus. 4.6 táblázat. A keresztmetszetek 238 U és 235 U a E = 2 MeV. Meg kell jegyezni, hogy a kérelmet az neutron reflektorok critical mass lehet csökkenteni 2-3-szor kisebb, a táblázatban felsorolt. Pure hasadóanyagok költsége nagyon magas, és alkalmazásuk korlátozott főleg katonai célokat. Az energia egy atomreaktor használ természetes vagy enyhén dúsított urán U 235 izotóp. Természetes urán. A természetben előforduló urán a következő izotópösszetétel: Mivel a nagyon alacsony koncentrációja 235 U készítmény láncreakció közvetlenül természetes urán fém lehetetlen. Mivel a szakaszok 238 U és 235 U magas neutron energiák eltérnek kissé, és a koncentrációt U 235 természetes urán kicsi, a 235 U nem játszik jelentős szerepet a reprodukciója neutronok, és 238 U fenntartására láncreakciót maghasadás a következő okok miatt. Bár az energia a 2 MeV 238 U hasadási keresztmetszete az érzékelhető érték, akkor gyorsan csökken csökken az energia szinte eltűnt energiával, 1 MeV. Csak a fele a neutronok a spektrum egy energia meghaladja a 2 MeV, de ezek a neutronok ütközések atommag 238U főleg mennek rugalmatlan szórás, és nem okoz hasadás, mint # 963; n „jelentése sokkal nagyobb, mint # 963; f. Ennek eredményeként, csak 10% -a a neutronok lesz ideje, hogy kell alávetni Division mag 238 U. előtt neutronenergia csökken alatti értékekre a hasadási küszöbérték. Az uránt ko eléri az egységet csak akkor, ha az U-235 dúsítás az izotóp 5%. Azonban, a lánc reakció keverékéből nyert természetes vagy alacsony dúsított urán-anyagokat tartalmazó moderált neutronok. Amikor egy kellően nagy számú neutronmoderátor atommagok inkább lassítja hőenergiává felszívódik, mint 238 U. Az abszorpciós keresztmetszet a termikus régióban 235 U 250-szer nagyobb, mint a 238 U. Ezért, még a természetes elegye 235 U magok felszívódás nagyobb valószínűséggel. A keverékeket gyengén elnyelő tulajdonságokkal - nehézvíz, grafit és berillium érhető el a kritikus állapotban természetes urán. Homogén és heterogén reaktorban. Ha a retarder és az urán, hogy egyenletes keveréket, mint például az urán sót vízben oldjuk, a reaktor homogénnek nevezzük. Ha urán kerül a moderátor formájában külön blokk, az úgynevezett heterogén reaktorban. Jellemzően, az üzemanyag a heterogén reaktorban az üzemanyag rudak, amelyek a kényelem megy túl a fűtőelemek vagy fűtőelemek (üzemanyag-kazetta).Kapcsolódó cikkek