Ядерный реактор это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. - презентация

1

2 Ядерный реактор это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии.

3 Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. Курчатова

4 Энрико Ферми (итал. Enrico Fermi, в профессиональной речи физиков: Ферми́; 29 сентября 1901, Рим 28 ноября 1954, Чикаго) выдающийся итальянский физик, внёсший большой вклад в развитие современной теоретической и экспериментальной физики, один из основоположников квантовой физики.итал. Игорь Васильевич Курчатов (30 декабря 1902 (12 января 1903), Сиамский Завод, Уфимская губерния 7 февраля 1960, Москва) советский физик, «отец» советской атомной бомбы. Основатель и первый директор Института атомной энергии с 1943 г. по 1960 г., главный научный руководитель атомной проблемы в СССР, один из основоположников использования ядерной энергии в мирных целях.

5 Классификация реакторов: По характеру использования ядерные реакторы делятся на: Экспериментальные реакторы, предназначенные для изучения различных физических величин, значение которых необходимо для проектирования и эксплуатации ядерных реакторов; мощность таких реакторов не превышает несколько к Вт. Исследовательские реакторы, в которых потоки нейтронов и гамма-квантов, создаваемые в активной зоне, используются для исследований в области ядерной физики, физики твёрдого тела, радиационной химии, биологии, для испытания материалов, предназначенных для работы в интенсивных нейтронных потоках (в т. ч. деталей ядерных реакторов), для производства изотопов. Мощность исследовательских реакторов не превосходит 100 МВт. Выделяющаяся энергия, как правило, не используется. Изотопные (оружейные, промышленные) реакторы, используемые для наработки изотопов, используемых в ядерных вооружениях, например 239Pu. Энергетические реакторы, предназначенные для получения электрической и тепловой энергии, используемой в энергетике, при опреснении воды, для привода силовых установок кораблей, самолётов и космических аппаратов, в производстве водорода и металлургии и т. д. Тепловая мощность современных энергетических реакторов достигает 5 ГВт.

6 По спектру нейтронов Реактор на тепловых (медленных) нейтронах («тепловой реактор») Реактор на быстрых нейтронах («быстрый реактор») Реактор на промежуточных нейтронах Реактор со смешанным спектром По размещению топлива Гетерогенные реакторы, где топливо размещается в активной зоне дискретно в виде блоков, между которыми находится замедлитель; Гомогенные реакторы, где топливо и замедлитель представляют однородную смесь (гомогенную систему).

7 Основные элементы ядерного реактора: 1) ядерное горючее (,, и др.); 2) замедлитель нейтронов (тяжелая или обычная вода, графит и др.); 3) теплоноситель для вывода энергии, образующейся при работе реактора (вода, жидкий натрий и др.); 4) Устройство для регулирования скорости реакции (вводимые в рабочее пространство реактора стержни, содержащие кадмий или бор – вещества, которые хорошо поглощают нейтроны). Снаружи реактор окружают защитной оболочкой, задерживающей γ- излучение и нейтроны. Оболочку выполняют из бетона с железным наполнителем.

8 Топливом ядерных реакторов является либо естественный уран, в котором концентрация урана-235 составляет 0,7 % либо "обогащенный" уран т.е. уран, в котором концентрация изотопов урана-235 достигает или более процентов. Обогащение урана осуществляется на специальных заводах.

9 Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор. При выдвинутых из активной зоны реактора стержнях k>1. При полностью вдвинутых стержнях k

10 В активной зоне ядерного реактора идет управляемая ядерная реакция с выделением большого количество энергии.

11 Схема кипящего корпусного ядерного реактора: 1 стержень аварийной защиты; 2 управляющий стержень; 3 ядерное топливо; 4 биологическая защита; 5 выход пароводяной смеси; 6 вход воды; 7 корпус

12 Схематическое устройство гетерогенного реактора на тепловых нейтронах 1 управляющий стержень; 2 биологическая защита; 3 теплоизоляция; 4 замедлитель; 5 ядерное топливо; 6 теплоноситель.

13 Образование трансурановых элементов в ядерном реакторе происходит по следующим схемам: 235U + n 236U + n 237U (7 сут) 237Np + n 238Np (2,1 сут) 238Pu 238U + n 239U (23 мин) 239Np (2,3 сут) 239Pu (+осколки) + n 240Pu + n 241Pu (+осколки) + n 242Pu + n 243Pu (5 ч) 243Am + n 244Am (26 мин) 244Cm

14 Схема процессов в ядерном реакторе:

15 Модель ядерного реактора в масштабе 1:50

16 Озёрск (Челябинск-65). Радиохимический комбинат «Маяк». Близ озера Кызылташ находится первый в СССР промышленный ядерный реактор для выработки оружейного плутония (в конце 80-х годов остановлен)

17