Различные виды современных реакторов

На сегодняшний день существует несколько видов ядерных реакторов. Сейчас используются в основном реакторы двух типов, так называемые гомогенные, когда теплоноситель, замедлитель и ядерное горючее находятся вместе, как бы в перемешанном виде, в активной зоне. И гетерогенные. Что это за реакторы? Это те, в которых отдельно находится горючее в определенных либо пластинах, либо стержнях, а теплоноситель, замедлитель отдельно находится в активной зоне. У такого типа и у иного типа реакторов есть свои преимущества и недостатки.

Особый интерес представляют реакции, которые протекают в реакторах на быстрых нейтронах, где реакция протекает уже не с ²³⁵U, а с ²³⁸U, с изотопами, ядрами ²³⁸U. Но здесь есть одна существенная деталь. Активная зона реактора на быстрых нейтронах очень мала. С этим связана сложность отвода тепла от активной зоны. Поэтому на сегодняшний день реакторов на быстрых нейтронах не так много, но они существуют, за ними будущее. Хотелось бы отметить, что, помимо использования энергии, которая получается в результате реакций деления, на сегодняшний день разрабатывается возможность промышленного получения энергии в результате термоядерного синтеза. О термоядерном синтезе мы поговорим на будущих уроках.

Список дополнительной литературы

1. Кикоин И.К., Кикоин А.К. Физика: Учебник для 9 класса средней школы. М.: «Просвещение»

2. Китайгородский А.И. Физика для всех. Фотоны и ядра. Книга 4. М.: Наука

3. Мякишев Г.Я., Синякова А.З. Физика. Оптика Квантовая физика. 11 класс: учебник для углубленного изучения физики. М.: Дрофа

Задание к уроку

1. При каком значении коэффициента размножения нейтронов происходит цепная ядерная реакция в атомной бомбе? А в ядерном реакторе?

2. Для замедления быстрых нейтронов можно использовать, например, тяжёлую воду или углерод. В каком из этих замедлителей нейтрон испытает б о льшее число столкновений, пока его скорость не снизится до тепловой?

3. Толщина h слоя перекрытия, ослабляющего данное ионизирующее излучение в 2 раза, носит название толщины половинного ослабления. Доказать, что слой толщиной H = nh ослабляет излучение в 2 ⁿ раз.

 

 

Тема: Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер

Урок 60. Атомная энергетика

Ерюткин Евгений Сергеевич

Историческая справка

Еще сравнительно недавно, в 1937 году, Эрнест Резерфорд отметил, что использование атомной энергии – это дело весьма далекого будущего, и долгое время обсуждать ядерные процессы будут только физики. Но уже в 1942 году в США был пущен первый ядерный реактор.

 

Рис.1. Первый ядерный реактор

 

 

В нашей стране первый ядерный реактор был запущен в 1946 году. Как видите, даже великие ученые могут заблуждаться, ведь от высказывания Резерфорда до первого реактора прошло всего 5 лет. Кстати, поначалу основной интерес представляла собой не управляемая реакция деления, а такие реакции, которые приводили бы к ядерному взрыву. Но когда закончилась Вторая мировая война сразу поднялся вопрос о мирном использовании атомной энергии, и все силы ученых были направлены на то, чтобы создать такие установки, где можно было бы получать энергию атомных ядер и использовать ее в мирных целях. Речь идет о ядерных электростанциях, АЭС, атомных электростанциях, как их теперь называют. Важно отметить, что первая атомная электростанция была пущена в нашей стране, в 1954 году в городе Обнинске. Эта электростанция по современным меркам достаточно маленькая. Ее мощность составила всего лишь 5 тысяч кВт.

 

Рис. 2. Обнинская АЭС – первая в мире

атомная электростанция

 

 

Кроме атомных электростанций ядерные установки, силовые установки, как их часто называют, используют и на других объектах. В частности, в больших кораблях, авианосцах или подводных лодках. Первый атомоход, первый ледокол на атомной энергетической установке был построен тоже в нашей стране – это ледокол «Ленин». Он вступил в строй в 1959 году. Следом за ним появился целый ряд атомных ледоколов, которые по сию пору служат у нас на северном флоте. Наиболее перспективными ядерными реакторами, ядерными установками считаются установки на быстрых нейтронах. Мы уже обсуждали это на предыдущем уроке, говорили, что самое прогрессивное второе поколение ядерных реакторов – это реакторы на быстрых нейтронах. В нашей стране есть такая электростанция – это Белоярская АЭС, где один только энергоблок составляет 600 МВт.