Ядролардың бөлінуі туралы реферат қазақша

Нейтрондардың өмірлік циклі. 

1.1 Әдістері энергия алу
Біздің уақытта, жыл сайын өсуде қажеттіліктерін адамзаттың энергия. Алуға қажетті энергия жұмсалады шамамен 30% өндірістік күш-адам. Әлбетте, бұл толық энергия қоры табиғатта сақталу заңына сәйкес энергия өзгермейді. Сондықтан, процесс энергия алу білдіреді перевод энергия байланысты ( тыныштық энергиясы ) еркін нысаны ( энергия салыстырмалы қозғалыс тел). Еркін энергия тез рассеивается кеңістікте, сондықтан да, оны пайдалануға болады.
Сонымен біз келеміз деп білу қажет тудыруы процестер әкелуі азаю денелер массасын және эквивалентті выигрышу еркін энергиясы. Әрине, энергия алуға болады жағдайда ғана өмір сүруінің жеткілікті отын. Болсын микробөлшектер заттар отын күйде қуатымен E1 және бар басқа ықтимал жағдайы осы бөлшектердің энергиясы Е2 ( Е1 > E2 ). Негізінен мүмкіндігі бар, көшу екінші жай-күйі, бірақ оған кедергі болуы энергетикалық кедергіні, яғни біраз қажетті аралық состояния с энергией E’ ( E’ > E1 ). Осылайша процесс отын жағудың тиіс бастамашылық кейбір сыртқы қозғаумен.
1.2 ұйымдастыру Әдістері реакция жану, тізбекті реакциялар
Екі тәсілі бар қоздыру реакциялар жану отын. Бірінші — пайдалану кинетикалық энергиясын соқтығысу бөлшектердің ( термоядролық процесі ). Басқа тәсілі тұрады энергияны байланыс қосылатын бөлшектер. Қозғау үшін мұндай реакциялар бағыттау қажет отын белсенді бөлшектер.
Жеткілікті үлкен саны бар заттар болуы мүмкін бастан айналдыру кезде ғана самоподдерживающейся тізбекті реакция. Тізбекті реакция келесідей маңызды қасиеті — акт реакция қозғалады жұтқан кезде бөлшектер нәтижесінде, ал оның болуы тиіс пайда екіншілік белсенді бөлшектер.
Кезінде ядролық өзгерістері тасушы шынжырлы процесс бола алады нейтрон, өйткені ол электр зарядының және кедергісіз жақындасуға тиіспіз бастап атом ядроларымен. Арасында танымал ядролық реакциялар бір ғана қасиеті бар тізбекті реакциялар. Бұл реакция, ауыр ядролардың оңай қозғалады нейтроном береді орта есеппен 2,5 актісіне қайталама бөлу нейтрондардың. Негізгі қиындық білдіреді емес, ұйымдастыру, тізбекті реакция, сонымен қатар » таза бөлінетін заттар. Маңызды ерекшелігі тізбекті ядролық реакциялар фактісі болып табылады, бұл олардың жылдамдығы тәуелді емес ортаның температурасы, бұл болып табылады олардың басты артықшылығы алдында процестермен байланысты жылу қозғауға.

2. ӨЗАРА ІС-ҚИМЫЛ НЕЙТРОНДАРДЫҢ ЯДРОЛЫҚ ЗАТ, РЕАКЦИЯ ЯДРОЛАРДЫҢ.

2.1. Туралы жалпы ақпарат ядролық реакциялар өзара іс-қимыл нейтрондардың затпен ядролармен
Баяндалғанға сәйкес, әлбетте, қандай маңызы бар, бүгін бар, пайдалану ядролық энергия. Құрылғы ұйымдастыру және қолдау тізбекті реакция бөлу ядролардың алу мақсатында энергия деп аталады ядролық энергетикалық реактордан.
Негізінде ядролық реактор жұмысының жатыр процестер өзара іс-қимыл нейтрондардың ядролық зат ішіндегі ең маңыздылары болып табылады реакция ядролардың реакциясы радиациялық қармау (сіңіру) және реакция шашырау.
бөлу (fission)
n A сіңіру (capture)
шашырау (scattaring)
Ядролық реакциялар бағынады заңдар кванттық механика, сондықтан айтуға ғана ағу ықтималдығын сол немесе өзге де соның ішінде. Шара ықтималдығы осы типті реакция болып табылады тиімді (микроскопиялық) қимасы.

2.2. Тиімді ядролық реакциялардың қимасы
Қарастырайық жұқа пластинку қамтитын Nя ядролардың, ол құлайды нейтрондардың ағыны жылдамдығы v және концентрациясы n.
Табамыз саны реакциялар немесе басқа типті.
Болсын-саны реакциялар сияқты R, онда
R = j Nя s (1)
j = n v — нейтрондар ағынының тығыздығы, s — микроскопиялық өзара іс-қимыл қимасы. s өлшенеді барнах ( 1 б = 10-24 см2 ).
Жазуға болады теңдеу (1 ) үшін үш негізгі ядролық реакциялар:
Rf = j Nя sf — реакция
Rc = j Nя sc — реакция радиациялық қармау
Rs = j Nя ss — реакция шашырау
stotal = sf + sc+ ss
Жалпы айтқанда, микроскопиялық қимасы өзара іс-қимыл барлық реакциялар байланысты жаппай санының ядро мен нейтронның энергиясы. Бұл түрі байланысты s(ЕН) анықталады, қандай облысының принадлежит нейтронның энергиясы ЖҒ . Осыған сәйкес қабылданды бөлуге облысы энергиялар үш бөлікке: жылу нейтрондар, онда E < 0,625 эВ; облысы аралық нейтрондардың немесе резонанстық облыс, 0,625 эВ < E < 0.1 МэВ; облысы жылдам нейтрондар, онда E > 0.1 МэВ;
2.3 Реакциясы радиациялық түсіру және шашырау реакциясы
Қарастырайық қысқаша маңызды екі типті ядролық реакциялардың — қармау (сіңіру) және шашырау , содан кейін көшсек, егжей-тегжейлі сипаттауға үшінші реакция ядролардың бөлу үшін қажетті қолдау тізбекті реакция.

2.3.1 Реакция шашырау
Екі типті реакцияларды шашырау: серпінді өзара іс-қимыл, онда қосынды кинетикалық энергиясы өзара іс-қимыл жасайтын нейтронның және ядроның өзгермейді кейін реакция және неупругое өзара іс-қимыл, онда бір бөлігі кинетикалық энергияның сөз қозғауға соңғы ядро, содан кейін испускается түрінде g-кванта.

— Сур. 2 келтірілген схематичная тәуелділік sf және stotal желтоқсандағы E жағдайда бөлу ядро элемент болуы мүмкін және жылу нейтронами. — Сур. 3 тәуелділігі келтірілген қиманың бөлу үшін U238, онда көрініп тұрғандай, бөлу, осы ядро тек жылдам нейтронами (Епор > 1). Қима бөлу ядролардың нейтронами әр түрлі энергиялар бойынша анықтауға болады арнайы кестелер.

2.4.4 Білім нейтрондар
Көрсетілгендей жоғарыда келтірілген схемалар, реакциялар бөлу басқа жаңа ядролардың мүмкін пайда g-кванты, b-бөлшектер ыдырау, g-кванты, ыдырау, нейтрондар бөлу және нейтрино. Тұрғысынан тізбекті ядролық реакция неғұрлым маңызды болып табылады білім нейтрондардың. Орташа саны нәтижесінде пайда болған реакциялар бөлу нейтрондардың білдіреді uf . Бұл шама тәуелді жаппай санының бөлінуші ядролар мен энергияның өзара әрекеттесуші онымен нейтронның. пайда болған нейтрондар ие әртүрлі энергиясымен (әдетте 0,5-ден 15 МэВ), бұл сипатталады спектрін нейтрондардың бөлу. Үшін U235 орташа мәні энергиясын нейтрондардың бөлу сияқты 1.93 МэВ.
Процесінде ядролық реакциялар мүмкін пайда ретінде ядро ықпал ететін қолдау тізбекті реакция (жасаған испускают запаздывающий нейтрон), сондай-ақ ядро, қолайсыз әсер ететін, оның барысы (егер олар бар үлкен қимасы радиациялық қармау).
2.4.5 Запаздывающие нейтрондар
Аяқтай қарау реакциялар бөлу туралы айтпауға болмайды осындай маңызды құбылыс ретінде запаздывающие нейтрондар. Сол нейтрондар, олар құрылады емес, тікелей бөлу кезінде ауыр нуклидов (лездік нейтрондар), ал ыдырауы нәтижесінде сынықтарының деп аталады запаздывающими нейтронами. Сипаттамалары запаздывающих нейтрондардың байланысты табиғат осколков. Әдетте запаздывающие нейтрондар бөледі, 6 топ бойынша келесі параметрлер: T — орташа өмір сүру уақыты осколков, bi — үлесі запаздывающих нейтрондар арасында барлық нейтрондардың бөлу, bi/b — ауаның салыстырмалы үлесі запаздывающих нейтрондардың осы топтың, E — кинетикалық энергиясы запаздывающих нейтрондардың.

Бөлу нәтижесінде ядро пайда болады орта есеппен 2.5 нейтронның. Сондықтан да ұйымдастыруға болады тізбекті реакция бөлу, жаңа нейтрондар, өз кезегінде активируют реакциясын бөлу ядролардың отын. Бұл реакциялар бөлу әрқашан бар бәсекелес реакциясы радиациялық түсіру және кемуі активті аймақтан нейтрондардың реактордың. Құрамына АЗ әрқашан кіреді тасымалдағыштарын, конструкциялық материалдар және замедлитель төмендететін басып алу нейтрондардың.
Осылайша, біз келеміз жағдайда зерттеу үшін, қандай жағдайда мүмкін тізбекті реакция бөлу ЯР жылу нейтронды (дәл осындай реакторлар әдетте қолданылады энергетикалық мақсаттар үшін). Айта кету керек, біз қарауға реакторлар пайдаланатын табиғи U238, байытылған U235. Сонымен қатар оңай болу үшін, біз деп санауға реактордың белсенді аймағы — шексіз және мазуттың жылутехникалық.
3.2 Негізгі сипаттамалары тізбекті реакция
Қарастырайық арақатынасын сипаттайтын ағуы тізбекті реакция бөлу.
3.2.1 көбею Коэффициенті шапшаң нейтрондардағы
Міне, ортаға бар N жылдам нейтрондар, олар өзара ядролармен ортаның, соның ішінде U238 ядроларымен, сол бар энергия жоғары шегін бөлу (1 МэВ) тудыруы мүмкін бөлу уран және жаңа жылдам нейтрондардың. Бұл жағдайда олардың энергиясы аз шегін бөлу.
Көбею коэффициенті шапшаң нейтрондардағы m — саны, нейтрондар ушедших астында шегі бөлу U238 бір жылдам нейтрон (пайда болған нәтижесінде бөлу ядролардың U235).
Анық, шамасы m соғұрлым көп үлесі U238 отында. Бағалауға болады, яғни mmax = 1.35 (егер үлесі U238 100% — ға тең). Жылу реакторлар m = 1.01 — 1.03.

 

3.2.2 Ықтималдығын болдырмау радиациялық қармау
Міне, ортаға бар N нейтрондар энергиясы олардың аз шегін бөлу U238. Есебінен шашырау бірақ ядроларындағы ортаның олар өз жоғалтады энергия және құлап облысы энергиясын орналасқан алып резонансы қима түсіру U238. Қосамыз шамасын j ықтималдығы болдырмау радиациялық қармау.
j сайын тезірек нейтронам процесінде баяулауы өзің жеңе резонанстық облысы. j азаяды үлесін арттыру кезінде U238 ядросының ортасында. «Гомогенном реакторда j» 0.65, ал гетерогенном j » 0.93.
3.2.3 Коэффициенті жылу пайдалану
Міне, ортаға бар N жылулық нейтрондар, онда диффузия процесінде олардың бір бөлігі захватится отында. Белгілейміз үлесін басып алынған отын нейтрондар q. Айқын коэффициенті жылу пайдалану арттыруға болады пайдалана отырып, гетерогенную құрылымын реактордың белсенді аймағын.

3.2.4 Саны испускаемых U235 жылдам нейтрондар
Болсын отында поглотилось N жылу нейтрондардың. Анық, бұл кез келген сіңіру әкеледі бөлінуіне және испусканию жаңа жылдам нейтрондардың. Қосамыз шамасын итэф тең санына қайталама нейтрондардың бөлу бір жылу нейтрон, поглощенный отында. Айқын итэф сайын жоғары үлесі U235 отында.
3.3 Өмірлік циклі нейтрондар
Қарастырайық өмірлік циклі нейтрондар жылу ЯР, белсенді аймағы, оның шексіз және гомогенна.
Берсін бірнеше кезеңде тізбекті реакция қарастырылып отырған ортада бар N1 жылдам нейтрондар бөлу 1-ұрпақ. Есебінен өзара іс-қимыл U238 ядроларымен астында шегі бөлу осы ядролардың (1 МэВ) кетеді m N1 нейтрондар (m — коэффициенті көбею жылдам нейтронды).
Нәтижесінде шашырау ядроларындағы ортаның бұл нейтрондар болады баяулауы және түспей облысы аралық энергия. Миновать бұл область, болдырмау сіңіру U238 ядроларымен сәті m j N1 нейтронам (j ықтималдығы болдырмау радиациялық қармау).
Бөлігі осы нейтронды, енді жылу, захватится отында. Саны алынған отын нейтрондар тең болады m j N1 q (q — коэффициент жылу пайдалану).
Кейбір нейтрондар, басып алынған отын бастама бөлу ядролардың U235 пайда болуы және жаңа жылдам нейтрондардың. Саны, нейтрондар екінші буын N2 = итэф m j q N1.

сур. 4
Сонымен, біз көріп отырғандай, бұл реакция шын мәнінде болып табылады самоподдерживающейся және циклдық. Өмір Цикл нейтрондар сызба түрінде ұсынылған сур. 4. Осы схема айырмашылығы вышеприведенного сипаттамасын қарастыру басталады сатысында жылу нейтрондардың.
Шығаруға болады коэффициенті нейтрондардың шексіз гомогенді ортада:
K¥ = Ni+1/Ni = итэф m j q — формуласы 4 сомножителей.
Соңғы ортаның енгізуге болады коэффициенті
Эқк = итэф m j q P, мұндағы P — ықтималдық ағып кетуін болдырмау.

Бұл қарау жеке негіздерін жүретін тізбекті ядролық реакцияларды ЯР аяқтауға болады. Пайдалана отырып, сипатталған цепную ядролық реакция, тілге аударуға болады энергияны энергиясын нысандары байланыс бөлшектер ядрода да кинетикалық энергияға, қозғалыс бөлшектердің, яғни жылу. Жоғарыда айтылғандай, негізгі қиындық білдіреді емес, ұйымдастыру, тізбекті реакция, сонымен қатар » таза бөлінетін заттар мен басқа да техникалық және технологиялық ерекшеліктері, ядролық энергетика.