|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов |
Фонарь садовый «Тюльпан». 
Ручка "Помада". 
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый. МОСКОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ Кафедра № 33 Математические модели физических процессов “Реакция деления ядер. Жизненный цикл нейтронов” Москва 1996 1. ОСНОВЫ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ 1.1 Способы получения энергии В наше время, с каждым годом возрастают потребности человечества в энергии. На получение необходимого количества энергии затрачивается примерно 30% производственных усилий человека. Совершенно очевидно, что полный запас энергии в природе в соответствии с законом сохранения энергии не меняется. Поэтому процесс получения энергии представляет собой перевод энергии из связанной ( энергия покоя ) в свободную форму ( энергию относительного движения тел). Свободная энергия быстро рассеивается в пространстве, поэтому ее можно использовать. Итак мы приходим к тому, что необходимо уметь вызывать процессы, которые приводят к убыли массы тел и эквивалентному выигрышу свободной энергии. Конечно, получать энергию можно лишь при условии существования достаточного количества топлива. Пусть микрочастицы вещества топлива находятся в состоянии с энергией E1 и существует другое возможное состояние этих частиц с энергией E2 ( E1 > E2 ). В принципе есть возможность перехода во второе состояние, но ему препятствует существование энергетического барьера, то есть некоторого необходимого промежуточного состояния с энергией E’ ( E’ > E1 ). Таким образом процесс сжигания топлива должен быть инициирован некоторым внешним возбуждением. 1.2 Способы организации реакции горения, цепные реакции Существует два способа возбуждения реакции горения топлива. Первый - использование кинетической энергии столкновения частиц ( термоядерный процесс ). Другой способ состоит в использовании энергии связи присоединяющихся частиц. Для возбуждения такой реакции нужно направлять в топливо активные частицы. Достаточно большое количество вещества может испытать превращение лишь при самоподдерживающейся цепной реакции. Цепная реакция обладает следующим важным свойством - акт реакции возбуждается при поглощении частицы, а в результате ее должны появляться вторичные активные частицы. При ядерных превращениях носителем цепного процесса может служить нейтрон, поскольку он не имеет электрического заряда и может беспрепятственно сближаться с атомными ядрами. Среди известных ядерных реакций лишь одна обладает свойством цепных реакций. Это реакция деления тяжелых ядер, которые легко возбуждаются нейтроном и дают в среднем 2,5 на акт деления вторичных нейтронов. Основную трудность представляет собой не организация цепной реакции, а получение чистых делящихся веществ. Важной чертой цепных ядерных реакций является тот факт, что их скорости не зависят от температуры среды, что является их главным преимуществом перед процессами с тепловым возбуждением. 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙТРОНОВ С ЯДЕРНЫМ ВЕЩЕСТВОМ, РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР. 2.1. Общие сведения о ядерных реакциях взаимодействия нейтронов с ядрами В связи с вышесказанным совершенно очевидно, какое значение сегодня имеет использование ядерной энергии. Устройство, предназначенное для организации и поддержания цепной реакции деления ядер с целью получения энергии называется ядерным энергетическим реактором.
В основе работы ядерного реактора лежат процессы взаимодействия нейтронов с ядерным веществом, наиболее важными из которых являются - реакция деления ядер, реакция радиационного захвата (поглощения) и реакция рассеяния. деление (fissio ) A поглощение (cap ure) рассеяние (sca ari g) Ядерные реакции подчиняются законам квантовой механики, поэтому можно говорить лишь о вероятности протекания той или иной из них. Мерой вероятности данного типа реакции является эффективное (микроскопическое) сечение. 2.2. Эффективные сечения ядерных реакций Рассмотрим тонкую пластинку, содержащую я ядер, на которую падает поток нейтронов со скоростью v и концентрацией . Найдем количество реакций того или иного типа. Пусть количество реакций равно R, тогда R = j я (1) j = v - плотность потока нейтронов, s - микроскопическое сечение взаимодействия. s измеряется в барнах ( 1 б = 10-24 см2 ). Можно записать уравнение (1 ) для трех основных ядерных реакций: Rf = j я sf - реакция деления Rc = j я sc - реакция радиационного захвата Rs = j я ss - реакция рассеяния s o al = sf sc ss Вообще говоря, микроскопические сечения взаимодействия всех реакций зависят от массового числа ядра и от энергии нейтрона. При этом вид зависимости s(EН) определяется тем, к какой области принадлежит энергия нейтрона EН . В соответствии с этим принято делить область энергий на три части: Область тепловых нейтронов, где E < 0,625 эВ; область промежуточных нейтронов или резонансная область, где 0,625 эВ < E < 0.1 МэВ; область быстрых нейтронов, где E > 0.1 МэВ; 2.3 Реакция радиационного захвата и реакция рассеяния Рассмотрим коротко два важных типа ядерных реакций - захвата (поглощения) и рассеяния , а затем перейдем к подробному описанию третьего - реакции деления ядер, которая необходима для поддержания цепной реакции. 2.3.1 Реакция рассеяния Существует два типа реакций рассеяния: упругое взаимодействие, при котором суммарная кинетическая энергия взаимодействующих нейтрона и ядра не меняется после реакции и неупругое взаимодействие, при котором часть кинетической энергии идет на возбуждение конечного ядра и затем испускается в виде g-кванта. E0 A E1 A E2 A A 1 g
Если в это мгновение в делящемся материале появятся нейтроны, то начнется цепная реакция деления ядер плутония. И произойдет атомный взрыв. Было известно, что подрыв сферического заряда надо произвести в 32 точках, На заряде, следовательно, должен быть «одет пояс» из фокусирующих элементов, которые преобразуют расходящуюся во все стороны детонационную волну от взрыва капсюля детонатора в сходящуюся, одновременно Приходящую на внутреннюю поверхность фокусирующего элемента, плотно прилегают к заряду из ВВ. Просто и красиво. Вот что было известно отцу в марте 1947 года. Было «на пальцах» известно, что делить, не было известно как. Вот на это «как» и ушло два года вдохновенной титанической работы людей, одержимых одной целью: сделать все как можно быстрей и лучше. В книге «Советский Атомный Проекте читаем: «Непосредственное научное руководство атомной программой по линии КБ-11 с марта 1947 года приняли на себя два человека Ю.Б. Харитон и К.И. Щелкин». Профиль лабораторий и специалистов они подбирали, исходя из необходимости воплотить в конструкцию описанную выше схему
1. Физика как источник теорем дифференциального исчисления
2. Физика как источник теорем дифференциального исчисления
3. Нейтронные звёзды (пульсары)
4. Механизм взаимодействия нейтронов с ядрами атомов урана
5. Ядерная физика и строение Солнца
9. Применение современных достижений ядерной физики в животноводстве и ветеринарии
11. Физика звезд
13. Обзор методов и способов измерения физико-механических параметров рыбы
14. Патриотизм–источник духовных сил воина
16. Ядерная угроза из Восточной Европы
Фанты "Масло в огонь". 
Пазл "Россия" (Русский), 100 деталей. 
Каталка-мотоцикл "МХ". 17. Ядерное оружие
19. Поражающие факторы ядерного оружия и способы защиты от него
20. Очаги ядерного и химического поражения
21. Великобритания (расширенный вариант реферата 9490)
25. Источники правового регулирования банковской деятельности
27. Источники и кодификация права Украины в составе России в 18 ст.
28. Источники государственного (конституционного) (права Эстонии WinWord)
29. Характеристика источников Конституционного права
Смываемые фломастеры "Супер чисто", 12 штук. 
Кукла Нэни, в вязаном жакете. 
Стираемая карта "Моя Россия". 33. Международный договор как источник права
36. Несколько рефератов по культурологии
37. Синтез речи
42. Восстание декабристов в источниках и воспоминаниях
43. Русская Правда как источник социально-политического обустройства Древнерусского государства
44. Синтез голографического изображения с помощью компьютера
45. Анализ и синтез систем автоматического регулирования
46. Синтез и анализ пространственных конструкций сложной формы
47. Синтез САУ
48. Синтез оптимальных уравнений
Ракета "Мир". 
Пакеты фасовочные, 10(+8)x27 см (1000 штук). 
Самоклеящиеся этикетки, A4, 105x74 мм, 8 этикеток на листе. 49. Лучевая диагностика. Магнитно-ядерный резонанс при исследовании спинного мозга
50. Применение физики в криминалистических исследованиях
51. Источники излучения в интегрально-оптических схемах
52. Ядерные реакторы и их опасность
53. Последствия ядерных взрывов и аварий на АЭС
57. Методы поиска и исследований в преподавании физики
58. Домашние наблюдения и опыты учащихся по физике. Их организация
59. Комплексные задачи по физике
60. Физико-химические изменения, происходящие при приготовлении блюда "Борщ украинский с пампушками"
61. Источники статистической информации о внешней торговле зарубежных стран и международных организаций
62. Патриотизм-источник духовных сил воина
64. Первичные источники питания
Багетная рама " Violetta", 30x40 см, цвет: золотой. 
Настольная семейная игра "Crazy Белка". 65. Психология труда (Обзорный реферат по психологии труда)
66. Физико-топологическое моделирование структур элементов БИС
67. Силовой трансформатор для источника питания
68. Расчёт усилителя постоянного тока и источника питания
69. Синтез частотно-избирательного фильтра
73. Наука - Физика
75. Ядерные реакции. Ядерная энергетика
76. Подборка основных формул по физике
77. Материалы ядерной энергетики
79. Ответы на экзаменационные вопросы по физике: 9 класс
80. Шпаргалки по физике (Шпаргалка)
Универсальное жидкое средство для стирки детского белья "Burti liquid Baby", 1.5 литра. 
Шкатулка ювелирная "Moretto", 2 яруса, со стразами, 18x13x10 см. 
Коляска-трость Еду-Еду (цвет: серый/фиолетовый, арт. E-103). 81. Лекции по физике за 2 семестр
82. Физика
84. Ответы на билеты за 10 класс для школ с физико математическим уклоном
85. Физика (лучшее)
89. Нобелевская премия в облости физики за 2000г. (Ж. Алферов)
90. Шпаргалка по физике для студентов 1-го курса (по билетам)
91. Спектры и спектральный анализ в физике
92. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ФИЗИКЕ (МЕХАНИКА И ТЕРМОДИНАМИКА)
93. Физика и современная энергетика
94. Шпаргалка с билетами по физике, 11 класс
95. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
96. Методы поиска и исследований в преподавании физики
Кондитерский шприц с насадками "Mayer & Boch" (15 предметов). 
Кролик "Bunnies" с магнитами, 9,5 см. 
Глобус "Двойная карта" диаметром 320 мм, с подсветкой. 97. Ответы к экзаменационным билетам по физике 11 класс (ответы к 29 билетам)
98. Введение в физику твердого тела. Начало квантовой механики
99. Экзаменационные билеты по физике 11 класс
Кольцеброс "Зайчики". 
