На рисунке 331 изображён атомный реактор. Назовите указанные на рисунке его составные части и их назначение. Почему интенсивность цепной реакции в реакторе регулируется перемещением стержней из кадмия?
рис. 331
В активной зоне находится ядерное топливо в виде урановых стержней (1) и замедлитель нейтронов (2). Замедлитель (обычная или тяжёлая вода, графит, бериллий) используется для торможения нейтронов, чтобы произошла реакция деления. Сталкиваясь с атомами замедлителя, нейтрон отдаёт им свою энергию и его скорость падает. Такие медленные нейтроны, выйдя из слоя замедлителя, потом очень эффективно разваливают ядра урана на осколки. Вода используется и как теплоноситель, отводя тепло от ядерного горючего, но поглощает радиацию.
Для управления реакцией служат регулирующие стержни, эффективно поглощающие нейтроны. При их полном погружении в активную зону цепная реакция идти не может, что и используется для аварийной остановки энергетического блока. Для запуска реактора регулирующие стержни постепенно выводят из активной зоны до тех пор, пока не начнётся цепная реакция деления ядер урана.При выдвижении такого стержня из реактора коэффициент размножения нейтронов увеличивается, что приводит к нарастанию скорости ядерной реакции.
Для анализа работы атомного реактора требуется понимание его составных частей и их функций. Атомный реактор — это устройство, в котором происходит управляемая цепная ядерная реакция.
Активная зона реактора (обозначена цифрой 1 на рисунке)
В активной зоне реактора происходит цепная ядерная реакция. Она состоит из ядерного топлива (например, уран−235 или плутоний−239), которое способно поддерживать процесс деления атомов. При делении атомных ядер высвобождается большое количество энергии в виде тепла и нейтронов.
Регулирующие стержни (обозначены цифрой 2 на рисунке)
Регулирующие стержни изготовлены из материалов, поглощающих нейтроны, таких как кадмий или бор. Эти материалы эффективно захватывают свободные нейтроны, которые участвуют в цепной реакции. Перемещением стержней можно увеличивать или уменьшать количество свободных нейтронов в активной зоне, тем самым регулируя интенсивность цепной реакции.
В основе работы атомного реактора лежит цепная ядерная реакция. Она запускается в результате деления атомных ядер топлива. Например, ядро урана−235, поглотив один нейтрон, становится нестабильным и делится на два новых ядра, высвобождая 2−3 свободных нейтрона. Если эти нейтроны сталкиваются с другими ядрами урана−235, процесс продолжается, образуя цепную реакцию.
Для того чтобы цепная реакция была управляемой, необходимо:
Кадмий обладает способностью эффективно поглощать нейтроны благодаря своим атомным свойствам. Это позволяет регулировать количество свободных нейтронов в активной зоне:
Таким образом, перемещение регулирующих стержней позволяет контролировать процесс цепной реакции, что важно для обеспечения безопасной работы реактора и поддержания нужного уровня выделения тепловой энергии.
Пожауйста, оцените решение
