Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Yadernі reaktsії

8.4.1. Yadernі reaktsії - peretvorennya ядра в їh vzaєmodії Лесно chastinkami ABO іnshimi ядра. Такава VZAYEMODIYA vinikaє в zblizhennі reaguyuchih chastinok да vіdstaney ~ 10 -15 m. Naybіlsh poshirenim тип ядрен reaktsіy Je VZAYEMODIYA legkoї chastinki ите ядро X, в rezultatі yakoї vinikayut лесно chastinka б (ABO б, в, г, ...) и ядрото Y:

(8.32)

Scho skorocheno poznachayut X (а, б) Y. Vzhivaєtsya takozh lakonіchne poznachennya на ядрената reaktsіy тип (а, б). В светлината на Quality chastok mozhut fіguruvati: неутрон, протон, deuteron, а -chastinka, г -quantum (іnkoli - Electron неутрино, INSHI elementarnі chastinki). Napriklad, Persha е ядрена reaktsіya, zdіysnena Е. Ръдърфорд, малък viglyad (1919 стр.): , Yadernі reaktsії - Основни техники vivchennya структура на ядрото и Yogo vlastivostey.

Yadernі reaktsії често mozhut protіkati kіlkoma начини napriklad: , , , Sukupnіst chastinok Scho zaznayut zіtknen, nazivayut vhіdnim канал yadernoї reaktsії. Chastinki Scho narodzhuyutsya vnaslіdok yadernoї reaktsії, utvoryuyut vihіdny канал yadernoї reaktsії.

Kіlkіsne описание на ядрената reaktsіy и квантовата mehanіchnoї точка Зора Mauger Бути tіlki случайността, за факта, че характеристиките на ядрената reaktsіy rіznih vidіv vzaєmodіy ги подвеждащи ponyattya vihodu yadernoї reaktsії w че efektivnosti pererіzu vzaєmodії ите.

Vihіd yadernoї reaktsії w - дял chastok Scho надут vzaєmodії. Yakscho ите chastok поток N, Scho padayut на deyaku mіshen, zaznayut vzaєmodії D N chastok тогава ymovіrnіst vzaєmodії , W друга страна, очевидно е, De S - Ploscha poverhnі mіshenі и - Efektivnosti Ploscha vzaєmodії; S - efektivnosti Ploscha vzaєmodії едно ядро, г - tovschina mіshenі, п - kontsentratsіya mіshenі ядра. че аз

(8.33)

Стойността на S harakterizuє ymovіrnіst vzaєmodії в rozrahunku на odne ядрото в sharі odinichnoї tovschini. Won Got rozmіrnіst ploschі, її priynyato vimіryuvati в хамбари; 1 В = 10 -28 m 2.

Yadernі reaktsії mozhna klasifіkuvati: за energієyu chastok Scho їh viklikayut, на природата chastok за Masov брой ядра, SSMSC вземе съдбата в reaktsіyah; за energetichnim Ефект; за естеството на ядрени peretvoren. Zokrema, rozrіznyayut yadernі reaktsії:

- Когато Malih, nizkih, serednіh, цифра, храм, аз nadvisokih energіyah;

- Pid dієyu neytronіv, fotonіv, zaryadzhenih chastinok;

- В светлината, аз serednіh масивни ядра;

- Radіatsіynogo zahoplennya, kulonіvskogo zbudzhennya, podіlu ядра, ядрена fotoefektu че іn.

Има дали yakіy yadernіy reaktsії vikonuyutsya Закони zberezhennya elektrichnogo такса, energії, іmpulsu, че миг іmpulsu deyakі INSHI, bіlsh ekzotichnі, за SSMSC ytime Mova в следния paragrafі. Pong vіdіgrayut Особено vazhlivu роля oskіlki dozvolyayut peredbachati SSMSC ч на ядрената reaktsіy mozhlivі.



Energіyu reaktsії mozhna rozrahuvati на osnovі формула (8.7), де D м - rіznitsya mіzh Sumy тегловни chastinok да reaktsії аз pіslya neї (дефект reaktsії Masi), КОТРА viznachaєtsya spіvvіdnoshennyam

, (8.34)

Yakscho energіya vidіlyaєtsya; Yakscho energіya poglinaєtsya. Когато tsomu за endotermіchnih reaktsіy Характерно Je energetichny porіg - mіnіmalne стойности energії chastok Scho stikayutsya на пари ли reaktsіya Mauger vіdbuvatisya.

Stosovno mehanіzmu на ядрената reaktsіy в nizkih energіyah Бор врят, Scho смрад zdіysnyuyutsya има две Etap. В Persha etapі X ядрото zahoplyuє и chastinku; в rezultatі tsogo vinikaє promіzhne съединение ядро ​​U (ядро триптих). За rakhunok energії chastinki и (kіnetichnoї че energії zv'yazku), як pererozpodіlyaєtsya mіzh нуклоните в ядрото, ядрото promіzhne staє zbudzhenim. От друга etapі zbudzhene съединение ядрото U vipromіnyuє chastinku б аз peretvoryuєtsya до Y ядро; в tsіlomu обработва Got viglyad

, (8.35)

Serednіy час Zhittya skladaє съединение ядро (10 -16 - 10 -12) с, vіn еднозначно bіlshy ОД час prohodzhennya нуклон ядро С, за да zahoplennya chastinki и аз vipromіnennya chastinki б - nezalezhnі процеси.

Yakscho , Процеси (8.35) nazivayut rozsіyuvannyam; Vlasnyi е ядрена reaktsіya Got Местоположение, Yakscho не totozhne и б. Когато energії zbudzhennya P съединение ядро, menshіy neobhіdnoї за vіdokremlennya ОД Демба chastok, єdiny Way Yogo peretvorennya - vipromіnyuvannya г -kvantіv; Taqiy обработва nazivayut radіatsіynim zahoplennyam.

С голяма energіyah bombarduyuchih chastok promіzhne ядрото няма да utvoryuєtsya, обработва Got viglyad (8.32) и се носят заглавия pryamoї yadernoї vzaєmodії. Іlyustratsієyu като protsesіv Je тъй викана да вляза reaktsіya zrivu, ако едно ядро ​​zrivaє ите nuklonіv ите prolіtayuchogo povz Демба deuteron ABO zvorotna їy reaktsіya pіdhoplennya, ако prolіtayuchy povz ядро ​​нуклон нуклон ядро ​​pіdhoplyuє vіdpovіdny ите utvorennyam deuteron.

Naychislennіshimi Je reaktsії, SSMSC viklikayutsya неутрони. Zavdyaki vіdsutnostі elektrichnogo такса неутронна не е доведен Dolata potentsіalny bar'єr ядрото на ядрото лесно pronikayut navіt teplovі неутрон и energієyu E ~ 0.03 ЕГ. Як правило, zahoplennya neytronіv Got Местоположение монотонно zalezhnіst Въпреки sposterіgayutsya vipadki резонанс zahoplennya neytronіv. По този начин, ите rіzko zrostaє при E = 7 ЕГ, dosyagayuchi 23,000 хамбари. Tacke резонансната poglinannya Got Местоположение, ако energіya, въведена неутрон в съединение ядро, rіvna tіy, як за Yogo neobhіdna превод на zbudzheny energetichny rіven.

Tsіkavoyu Je reaktsіya , Як postіyno vіdbuvaєtsya в atmosferі Zemlі PID dієyu neytronіv kosmіchnih promenіv. Вон води до viniknennya radіovugletsyu ите perіodom pіvrozpadu 5730 стр. Vіn служи "godinnikom" за antropologіv, podіbno, як уран за geologіv.

8.4.2. Vazhlivu grupu на ядрената reaktsіy skladayut reaktsії podіlu vazhkih ядра с неутрони їh bombarduvannі (Hahn, P. Щрасман, G. Frіsh, Л. Майтнер, 1938 стр.). Когато tsomu върху основния dіlitsya dekіlka bіlsh светлина ядра (naychastіshe - две ulamki Zi spіvvіdnoshennyam тегло 2: 3) и vipromіnennyam 2-3 vtorinnih neytronіv аз vidіlennyam velicheznoї energії (около 1 MeV на нуклон); napriklad,

, (7.36)

Mіnіmalna energіya, neobhіdna за ядро ​​podіlu nazivaєtsya energієyu aktivatsії; її направи ядрото bombarduyuchy неутрона на. Цзе водят до deformatsії ядро ​​vnaslіdok съборени rіvnovagi kulonіvskih сили и силите poverhnevogo стягане (в рамките kraplinnoї modelі ядро), аз rozlіtannya ulamkіv ите ядро ​​podіlu голяма shvidkostyami (Нилс Бор, YA.І. Франкел, 1938r.). Ulamki vinosyat Ponad 80% energії podіlu ~ 10MeV неутрони vinosyat, Rasht energії vidіlyaєtsya PID час -peretvoren produktіv podіlu.

Oskіlki vіdnoshennya neytronіv брой на броя на protonіv за serednіh ~ 1.3 ядки и ядки за vazhkih ~ 1.6, zvіlnennya ulamkіv ОД nadlishku neytronіv аз да доведе до viniknennya vtorinnih neytronіv. Perevazhna bіlshіst їh vinikaє когато podіlu (mittєvі неутрони); Въпреки това, ~ 0,7% vtorinnih neytronіv vinikayut ите zapіznennyam (zapіznіlі неутрони). Понг "viparovuyutsya" -radіoaktivnimi ulamkami vzhe pіslya podіlu ите ядро rozkidom в chasі OD 0.05 до desyatkіv секунди. Същото ТСЕ dozvolyaє гладко keruvati lantsyugovoyu reaktsієyu podіlu.

На ядрената reaktsіya staє lantsyugovoyu, Yakscho chastinki Scho її viklikayut, vinikayut як ПРОДУКТИ tsієї reaktsії. В reaktsії тип (8.36), viklikanіy топлинни неутрони, неутрони vtorinnі Je Shvidky (и energієyu E> 1 MeV) в serednіy kіlkostі п = 2,5 на акт кожата podіlu на. Yakscho Chastina е zagalnoї kіlkostі vtorinnih neytronіv Бюд vikoristana за prodovzhennya reaktsії podіlu, след това един ще трябва да се неутронни Perche pokolіnnya

(8.37)

neytronіv друг pokolіnnya, да shvidkіst zmіni neytronіv поток аз

(8.38)

де п 0 - potіk neytronіv в т = 0, т - з Zhittya pokolіnnya neytronіv.

Yakscho , Zdіysnyuєtsya samopіdtrimuvana lantsyugova reaktsіya, Scho Got Местоположение в ядрените реактори. при reaktsіya perestaє Бути regulovanoyu аз zakіnchuєtsya vibuhom; при lantsyugova reaktsіya zgasaє.

Vivchennya mozhlivostey realіzatsії Tsikh умове показаха Scho природен уран mіstit ~ 99.3% іzotopu аз ~ 0,7% іzotopu , ядки dіlyatsya Shvidky як, така че аз топлинни неутрони ядрата dіlyatsya лишаване Shvidky неутрони S energієyu E> 1 MeV, ейл efektivnosti pererіz podіlu ите malies за тях. Konkuruyuchimi обработва Je nepruzhne rozsіyannya аз radіatsіyne zahoplennya neytronіv, в допълнение към естественото uranі lantsyugova reaktsіya podіlu произволно rozvinutis не Mauger, Won zgasaє. Yakscho природен уран dostatno zbagacheny іzotopom Тогава realіzuєtsya тип spіvvіdnoshennya (8.37) в селекционерът Shvidky:

(8.39)

де - Serednє брой neytronіv върху кожата zahopleny неутрон, - Koefіtsієnt vikoristannya Shvidky neytronіv. W умове viznachayutsya kritichnі rozmіri критична MASA аз atomnoї бомби да Scho daє на R ~ 9 см и М CR ~ 50 кг. при yadernі заряд може zberіgati; когато z'єdnannі подкритично маса при nadkritichnі vіdbuvaєtsya атомната vibuh, ekvіvalentny vibuhu 2 × 10 4 за тонизиране TNT (САЩ, 1945; КПКЗ, 1949r).

Когато realіzatsії lantsyugovoї reaktsії podіlu топлинна неутронна neobhіdne vikoristannya spovіlnyuvacha neytronіv (vazhka вода , Grafіt, SSMSC малко poglinayut неутрони). Todі staє mozhlivim vikoristannya природен уран. Koefіtsієnt rozmnozhennya топлинна neytronіv в tsomu vipadku viznachaєtsya spіvvіdnoshennyam:

, (8.40)

Цзе - така се нарича, за да дойде формула chotiroh spіvmnozhnikіv, де з - koefіtsієnt neytronіv zrostannya поток за rakhunok podіlu Shvidky неутронните ядра, J - дял spovіlnyuvanih neytronіv, SSMSC не zaznayut poglinannya ядра , Q - koefіtsієnt vikoristannya топлинна neytronіv (не poglinutih domіshkami аз не vilіtayuchih за mezhі aktivnoї Зони). Yakscho Pershi две spіvmnozhniki остаряла лишаване OD активно podіlchogo materіalu, drugі две suttєvo остаряла ОД konstruktsії пристройка (реактор).

Optimіzatsіya Tsikh koefіtsієntіv в уран-grafіtovomu reaktorі (хетерогенен тип реактор), де strizhnі и природен уран vіdpovіdnogo dіametra skladayutsya в svoєrіdnu reshіtku и блокове grafіtovogo spovіlnyuvacha, dozvolyaє dosyagti аз за взаимопомощ автоматична и regulovanih strizhnіv и Cd и B, SSMSC активно poglinayut неутрони pіdtrimuvati regulovanu lantsyugovu reaktsіyu podіlu ядра на един rіvnі мисия (САЩ 1942r; КПКЗ, 1946r). Vikoristannya vіdpovіdnogo teplonosіya (вода, rіdkі метан), Yaky tsirkulyuє през сърцевината, dozvolyaє vіdvoditi ите neї топлина Scho vidіlyaєtsya за rakhunok utilіzatsії kіnetichnoї energії ulamkіv podіlu, аз peretvoryuvati її в energіyu залог (atomnі dvigun), че elektrichnu energіyu (atomnі elektrostantsії). Аз тичам по-меки форми regulyuvannya роботи mozhlivі ядрен реактор за rakhunok vikoristannya zapіznіlih neytronіv; Yogo zupinka dosyagaєtsya Skidanov poglinayuchih реактор strizhnіv и Cd I В к vnaslіdok chogo staє Mensch odinitsі.

Oskіlki запаси от уран на Zemlі obmezhenі обещаващи Je vikoristannya Място reaktorіv така briderіv (rozmnozhuvachіv) SSMSC pratsyuyut на Shvidky неутрони. Тук mittєvі реактор неутронна vikoristovuyutsya chastkovo за pіdtrimannya lantsyugovoї reaktsії и chastkovo - за vіdtvorennya ядрената приятел. За rakhunok radіatsіynogo zahoplennya neytronіv ядра vinikaє іzotop , Yaky pіslya dvoh -rozpadіv peretvoryuєtsya в :

Tsey іzotop, як аз , Yavlyaєtsya активно podіlchim materіalom.

В Tsikh засади bazuєtsya Suchasna е ядрената енергетика и usіma її vikoristannyami цивилният аз vіyskovih tsіlyah че ekologіchnimi проблеми SSMSC Won зареди. Zokrema, duzhe изтекъл Je проблем pohovannya radіoaktivnih vіdhodіv Scho nakopichuyutsya.

8.4.3. Другата група ЯДРЕНА reaktsіy, SSMSC suprovodzhuyutsya vidіlennyam velicheznoї energії, Je termoyadernі reaktsії синтез bіlsh vazhkih ядра (napriklad, ) S bіlsh светлина (napriklad, водната іzotopіv ). За їh realіzatsії neobhіdnі visokі температура , Обитатели за rakhunok kіnetichnoї energії ядрото може да podolati potentsіalny bar'єr аз zblizitis да vіdstanі 10 -15 m - radіusa dії ядрени сили. В съзнанието на природен takі reaktsії труд Местоположение Nadra Zirok, zumovlyuyuchi їh velichezne vipromіnyuvannya.

Як показващ Х. Бете (1938 п), водни peretvorennya в gelіy на zіrkah zdіysnyuєtsya за взаимопомощ dvoh tsiklіv (Vodneva vugletsevogo и) SSMSC в kіntsevomu rezultatі ekvіvalentnі reaktsії

, (8.41)

Когато bіlsh температури храмови realіzuyutsya gelієvy аз неонови цикъл SSMSC Nadzvychaina sytuatsia vazhlivі за rozumіnnya nukleogenezu - синтез Process hіmіchnih elementіv. Zavdyaki velicheznim razmіram ги Zirok іdealno virіshuєtsya проблем utrimuvannya (gravіtatsіynogo) аз termoіzolyatsії плазма (rechovina при T ~ 10 Август K го visokoіonіzovanu плазма yavlyaє). На Zemlі за tsogo treba shukati INSHI pіdhodi.

Термоядрен reaktsіya синтез на Zemlі боде-Scho zdіysnena лишаване як vibuhova в vodnevіy bombі (КПКЗ, САЩ, 1953, стр.), De детонатор служи като атомна бомба, vnaslіdok vibuhu yakoї в rіvnokomponentnіy sumіshі deyterіyu аз tritіyu vinikayut температура Т на ~ 10 8 К TISK P около 10 до 12 атм, доведе до Scho "pіdpalyuvannya" termoyadernoї reaktsії синтез

, (8.42)

В tsіy reaktsії vidіlyaєtsya energіya ~ 17.6 MeV, як на odinitsyu Masi reaguyuchoї rechovini 4 Рази bіlsha, nіzh в reaktsії podіlu; Освен energіya водородна бомба стане ~ 10 май - 10 юни тона тротил ekvіvalentu.

Nadzvychaina sytuatsia privablivimi vidayutsya kerovanogo перспективи на термоядрен синтез (CTS) як ите точка Зора praktichnoї nevicherpnostі евтин за CCC PAL (deyterіyu okeanіv във вода), така че аз S огледа suttєvo Mensch ekologіchnu zagrozu reaktorіv CCC. Том vivchennya CCC rozpochalosya процеп в 50 Ti XX Rocky stolіttya.

Stvorennya CCC реактор peredbachaє:

1) плазма мания potrіbnoї kontsentratsії п, nagrіtoї до температури от -10 8-10 9 K;

2) utrimannya plazmovoї konfіguratsії protyagom час т, neobhіdnogo за protіkannya термоядрен reaktsіy.

Когато tsomu виновен vikonuvatis толкова титли kriterіy Лоусън:

(8.43)

Kerovano nagrіti rechovinu до такива температури може да бъде: лагер-надолу газове rozryadom, gіgantskim лазер іmpulsom ABO bombarduvannyam іntensivnim лъч chastok. Том doslіdzhennya проблеми CCC водят до napryamkah stvorennya kvazіstatsіonarnih reaktorіv ите magnіtnim utrimuvannyam плазма, че іmpulsnih reaktorіv ите іnertsіynim utrimuvannyam плазма. В oboh pіdhodah пререже Je printsipovі trudnoschі, pov'yazanі ите nestіykіstyu plazmovih konfіguratsіy че проблем domіshok в plazmі Scho водят до nadmіrnih energetichnih vtrat. Ale nebezpіdstavnim даже аз optimіzm Scho Бюд реактор енергетиката maybutnogo pobudovany.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| Yadernі reaktsії

; Дата: 04.01.2014; ; Прегледи: 351; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.26
Page генерирана за: 0.053 сек.