Ядерное топливо. Ядерные реакции
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
Ядерное топливо. Ядерные реакции
Цепная ядерная реакция представляет собой деление ядра на две части, называемые осколками деления, с одновременным выделением нескольких (2-3) нейтронов . Торможение осколков деления в веществе сопровождается выделением большого количества тепла. Осколки деления - это ядра, образовавшиеся непосредственно в результате деления. Осколки деления и продукты их радиоактивного распада обычно называют продуктами деления. Ядра, делящиеся нейтронами любых энергий, называют ядерным горючим (как правило, это вещества с нечётным атомным числом).
Существуют ядра, которые делятся только нейтронами с энергией выше некоторого порогового значения (как правило, это элементы с чётным атомным числом). Такие ядра называют сырьевым материалом, так как при захвате нейтрона пороговым ядром образуются ядра ядерного горючего. Комбинация ядерного горючего и сырьевого материала называется ядерным топливом. Ниже приведено распределение энергии деления ядра 235U ):
Кинетическая энергия осколков деления162Кинетическая энергия нейтронов 11Полная энергия деления~200
Природный уран состоит из трёх изотопов: 238U нейтронах обогащение урана превышает 20 %. Обогащённый уран получают на специальных обогатительных заводах.
Ядерное топливо делится на два вида:
Природное урановое ;
Вторичное топливо, которое не встречается в природе, в том числе 239Pu, получаемый из топлива первого вида, а также изотопы 233U .
По химическому составу, ядерное топливо может быть:
Металлическим ;
Оксидным );
Карбидным )
Нитридным
Смешанным (PuO2 + UO2)
Ядерное горючее - вещество, в котором протекают ядерные реакции с выделением полезной энергии. Различают делящиеся вещества и термоядерное горючее.
Делящиеся вещества (делящиеся материалы) содержат нуклиды, способные к ядерной цепной реакции деления; чаще всего это 235U92 (уран) или 239Рu94 (плутоний), также могут быть использованы 233U92 или 241Рu94. Кроме того, в делящихся веществах присутствуют 238U92 или 232Th90 (торий), которые сами по себе не способны к самопроизвольной цепной реакции деления, однако в результате ядерных превращений под действием нейтронов могут быть превращены в нуклиды, способные к такому делению, т. е. в 233U92 и 239Рu94.
Пояснения: верхние цифры указывают на суммарное число протонов и нейтронов в ядре данного элемента, а нижние цифры - на количество протонов в ядре. Пример: 238U92. В ядре данного элемента содержится 92 протона и 146 нейтронов. Протон имеет массу 1.00759 а.е.м. Нейтрон имеет массу 1.0089