Upload
aries001
View
123
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Ядерный реактор, устройство в котором проистекает управляемая цепная ядерная реакция с выделением тепла. В основном эти устройства используются для выработки электроэнергии и в качестве привода больших кораблей.
Для того, чтобы представить себе, мощность и экономичность ядерных реакторов можно привести пример. Там где среднему ядерному реактору потребуется 30 килограмм урана, средней ТЭЦ потребуется 60 вагонов угля или 40 цистерн мазута.
Ядра урана (особенно изотопа ) наиболее
эффективно захватывают медленные нейтроны.
Вероятность захвата медленных нейтронов с последующим делением ядер в сотни раз
больше, чем быстрых.
В ядерных реакторах, работающих на естественном уране, используются замедлители нейтронов для повышения коэффициенты
размножения нейтронов.
U235
92
• реактор на медленных нейтронах:
( обогащают природный уран, т.е.
доводят в нём содержание
до 5%). В природном уране содержится
0,7% .
• реактор на быстрых нейтронах: ( в обогащён-
ном природном уране содержится 15% ).
Типы ядерных реакторов:
U235
92
U235
92
U235
92
Реакторы на быстрых нейтронах:
• Построены реакторы, работающие без замедлителя на быстрых нейтронах.• Вероятность деления, вызванного быстрыми нейтронами мала такие реакторы не могут работать на естественном уране. Реакцию можно поддерживать лишь в обогащенной смеси, содержащей не менее 15% изотопа .U235
92
• Преимущество: при их работе образуется значительное количество плутония, который затем можно использовать в качестве ядерного топлива.• Эти реакторы называют реакторами - размножителями, так как они воспроизводят делящийся материал.
Схема процессов в ядерном реакторе:
Критическая масса.Критическая масса – наименьшая масса делящегося вещества, при которой может протекать цепная ядерная реакция.• При малых размерах велика утечка нейтронов через поверхность активной зоны реактора (объем, в которой располагаются стержни с ураном).•С увеличением размеров системы число ядер, участвующих в делении, растет пропорционально объему, а число нейтронов, теряемых вследствие утечки, увеличивается пропорционально площади поверхности.
Увеличивая систему, можно достичь значений коэффициента размножения k=1. Система будет иметь критические размеры , если число нейтронов ,
потерянных вследствие захвата и утечки, равно числу нейтронов , полученных
в процессе деления.
Критические размеры (критическая масса) определяются:
1) типом ядерного горючего;
2) замедлителем;
3) конструктивными особенностями реактора.
Типы ядерных реакторовВВЭР (водо-водяной энергетический реактор)
ВВЭР использует воду под давлением в 120 атмосфер.
РБМК (реактор большой мощности канальный)
РБМК – кипящий реактор
Первые ядерные реакторыВпервые цепная ядерная реакция урана была осуществлена в США коллективом ученых под руководством Энрико Ферми в декабре 1942г.
В нашей стране первый ядерный реактор был запущен 25 декабря 1946 г. коллективом физиков, который возглавлял ученый Игорь Васильевич Курчатов (1903-1960).
Энрико Ферми (1901-1954)
Игорь Васильевич Курчатов
(1903-1960)
Надежно подтвержденных запасов «энергетических»
полезных ископаемых может хватить:
• угля — примерно на 350 лет;
• нефти — примерно на 40 лет;
• газа — примерно на 60 лет.
Необходимость использования ядерной энергии:
Первая в мире АЭС мощностью 5 МВт
была пущена в СССР 27 июня 1954 года в городе Обнинске.
• в настоящее время мощность крупнейших
многоблочных АЭС составляет свыше 9 ГВт.
Кроме АЭС, ядерные реакторы используются:• на атомных ледоколах;
• на атомных подводных лодках;• при работе ядерных ракетных
двигателей ( в частности на АМС).
1 преимущество:
• для работы АЭС требуется небольшое количество топлива
(энергия, заключённая в 1 г урана, равна энергии,
выделяющейся при сгорании 2,5 т нефти).
Преимущества АЭС перед другими видами электростанций:
2 преимущество АЭС:
— экологическая чистота по сравнению с ТЭС и ГЭС.
ТЭС:
• основной источник поступления в среду обитания
человека долгоживущих радионуклидов (Рефтинская ТЭС — 7
кг урана, тория, радия и др. радиоактивных изотопов).
• наличие в природном органическом топливе серы (1,5 –
4,5 %). При сгорании топлива образуется сернистый
ангидрид→ серная кислота→ «кислотные дожди».
ГЭС:• отчуждение больших площадей земли (в
связи со строительством водохранилищ иобразованием вследствие этого болот);
• гибель рыбы в результате перекрытия рек.
→ содействие распространению ядерного оружия.
Вклад в решение этой проблемы МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии при ООН).
3 проблема:
Спасибо за просмотр!