Dispozitivul de circuit a unei bombe nucleare
Prin variația factorului de multiplicare de neutroni poate fi realizată reacția în lanț controlată. Dispozitivul, în care reacția controlată, numit un reactor nuclear. Deoarece materialul fisionabil este îmbogățit sau uraniu natural. Pentru a preveni captarea radiativ de neutroni de miezuri de uraniu, un nivel relativ mic de blocuri de material fisionabil dispuse la o distanță unul de celălalt, iar golurile sunt umplute substanta care incetineste neutronii (retarder). Neutron moderare se realizează prin împrăștiere elastică. În acest caz, energia pierdută incetineste particulelor depinde de raportul masic al particulelor se ciocnesc. Cantitatea maximă de energie se pierde în cazul în care particulele au aceeași masă. Această condiție este îndeplinită deuteriu, grafit și beriliu. Primul reactor de uraniu-grafit a fost lansat în 1942, în Universitatea din Chicago, sub conducerea restante fizicianul italian Fermi. Pentru a ilustra principiul funcționării reactorului considera o diagramă tipică a reactorului termic Fig.1 cu neutroni.
In miezul reactorului ansamblurilor de combustibil sunt dispuse întârzietor 1 și 2, care incetineste neutronii la vitezele termice. Elementele combustibile (cartușe) sunt blocuri de material fisionabil, închise într-o incintă etanșă, care absoarbe slab neutroni. Datorita energiei degajate în timpul elementelor de combustibil nuclear de fisiune sunt încălzite și, prin urmare, acestea sunt plasate pentru răcirea lichidului de răcire în fluxul (3-5 - canal de lichid de răcire). Zona activă înconjurată de reflector, reducerea scurgerilor de neutroni. reacție în lanț este controlat de bare speciale de control din materiale care absorb puternic neutroni. Parametrii de reactor sunt calculate astfel încât, atunci când este introdus complet reacție tije, evident, nu este. Cu îndepărtarea treptată tijele factorului de multiplicare de neutroni crește și la o parte din poziția lor vine la unitate. În acest moment, reactorul începe să funcționeze. Deoarece cantitatea de funcționare a reactorului de material fisionabil în miez și poluarea redusă se produce fragmente de fisiune, care pot include absorbanți puternici de neutroni. Pentru reacția este oprită, de miez printr-un dispozitiv automat de bare de control extrase treptat. Un astfel de control al reacției este posibilă datorită existenței neutronilor întârziate emise de nucleele fisionabile cu întârziere la 1 min. Când combustibilul nuclear este ars, reacția se oprește. Inainte de a lansa un nou reactor de ardere-combustibil nuclear este îndepărtat și un nou încărcat. În reactor, există, de asemenea, tije de siguranță, care întrerupe imediat introducerea reacției. Reactorul nuclear este o sursă puternică de radiații penetrante, unele ori normele sanitare. De aceea, orice reactor are o protecție biologică - Sistemul de afișare de materiale de ecranare (de exemplu, beton, plumb, apa) - se află în spatele reflectorului său, precum și un control de la distanță.
Pentru prima dată, energia nucleară în scopuri pașnice a fost utilizat în URSS. În Obninsk în 1954, sub conducerea lui Kurchatov pus în funcțiune prima capacitate de energie nucleară de 5 MW.
Cu toate acestea, reactoare termice de uraniu ar putea rezolva problema de energie electrică pe o scară mică, care este determinată de cantitatea de uraniu.
Modul cel mai promițătoare de dezvoltare a energiei nucleare este dezvoltarea de reactoare rapide reproducători, așa-numitele reactoare reproducători. Un astfel de reactor produce mai mult combustibil decât consumă. Reacția are loc la un neutron rapid, astfel încât să poată participa, nu numai, ci, de asemenea, care se transformă în. Ultimele mijloace chimice pot fi separate de. Acest proces se numește reproducerea combustibilului nuclear. În reactoare speciale ameliorator raportul de creștere a combustibilului nuclear depășește unitatea. ameliorator Core este din aliaj de uraniu, îmbogățit izotopic cu metale grele, mici neutroni absorbante. Reactoarele reproducători deconectat încetinitorul. Gestionarea acestor reactoare, care se deplasează în reflector sau schimbarea masei de material fisionabil.