Для чего нужно чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы
Вопросы.
2. В чём заключается управление ядерной реакцией?
Управление ядерной реакцией заключается в поддержании количества образующихся нейтронов на одном, постоянном уровне.
3. Назовите основные части реактора.
Ядерный реактор состоит из: ядерного топлива, защитной оболочки, активной зоны, отражателя, регулирующих стержней и теплообменника.
4. Что находится в активной зоне?
В активной зоне реактора находятся: урановые стержни (ядерное топливо), регулирующие стержни (поглотители нейтронов) и вода (замедлитель нейтронов и теплоноситель)
5. Для чего нужно, чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы?
Это нужно для безопасности, чтобы цепная реакция не могла возникнуть в одном стержне.
6. Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются?
Регулирующие стержни поглощают нейтроны и таким образом они необходимы для управления ядерной реакцией. Это достигается путем ввода или вывода из их активной зоны реактора.
7. Какую вторую функцию (помимо замедления нейтронов) выполняет вода в первом контуре реактора?
Вода в активной зоне реактора также служит для отвода тепла из нее.
8. Какие процессы происходят во втором контуре?
Пар вращает турбину генератора электрического тока, затем конденсируется в конденсаторе, превращается в жидкость, и опять нагреваясь превращается в пар.
9. Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на атомных электростанциях?
Внутренняя энергия деления ядер урана переходит в кинетическую энергию осколков и протонов, затем они попадают в воду и увеличивают её внутреннюю энергию, она нагревается и превращается в пар, который вращает турбину генератора электрического тока сообщая ей кинетическую энергию и наконец генератор вырабатывает электрическую энергию.
Для чего нужно чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы
1. В чем причина негативного воздействия радиации на живые существа?
2. Что называется поглощенной дозой излучения? По какой формуле она определяется и в каких единицах измеряется?
3. При большей или меньшей дозе излучение наносит организму больший вред, если все остальные условия одинаковы?
1. Какой вопрос возникал в связи с гипотезой о том, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов? Какое предположение пришлось сделать ученым для ответа на этот вопрос?
2. Как называются силы притяжения между нуклонами в ядре и каковы их характерные особенности?
1. Расскажите о механизме протекания цепной реакции, пользуясь рисунком 174.
2. Что называется критической массой урана?
3. Возможно ли протекание цепной реакции, если масса урана меньше критической? Почему?
4. Как идет цепная реакция в уране, если его масса больше критической? Почему?
1. Когда было открыто деление ядер урана при бомбардировке их нейтронами?
2. Почему деление ядра может начаться только тогда, когда оно деформируется под действием поглощенного им нейтрона?
3. Что образуется в результате деления ядра?
4. В какую энергию переходит часть внутренней энергии ядра при его делении?
1. Что называется энергией связи ядра?
2. Запишите формулу для определения дефекта масс любого ядра.
3. Запишите формулу для расчета энергии связи ядра по его дефекту масс.
Для чего нужно чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы
2. Какой реактор называется реактором на медленных нейтронах?
Реактор, работающий на уране-235, называется реактором на медленных нейтронах.
Уран-235 наиболее эффективно делится под действием медленных нейтронов.
Поскольку при делении ядер образуются в основном быстрые нейтроны, их необходимо замедлять.
Для этого в реакторе с таким ядерным топливом используется замедлитель нейтронов.
3. В чем заключается управление ядерной реакцией?
Управление ядерной реакцией заключается в регулировании скорости размножения свободных нейтронов в уране, чтобы их число оставалось неизменным.
При этом цепная реакция будет продолжаться столько времени, сколько это необходимо, не прекращаясь и не приобретая взрывного характера.
4. Из каких основных частей состоит реактор?
Основные части реактора на медленных нейтронах:
— делящееся вещество (ядерное топливо в виде урановых стержней),
— защитная оболочка,
— активная зона,
— отражатель,
— замедлитель нейтронов (вода),
— теплообменник.
5. Что находится в активной зоне?
В активной зоне реактора находятся урановые стержни, являющиеся ядерным топливом, регулирующие стержни, поглощающие нейтроны, вода, служащая замедлителем нейтронов и теплоносителем.
Активная зона окружена слоем вещества, отражающего нейтроны (отражатель), и защитной оболочкой из бетона, задерживающей нейтроны и другие частицы.
6. Для чего нужно, чтобы масса каждого уранового стержня была меньше критической массы?
Масса каждого уранового стержня значительно меньше критической, поэтому в одном стержне цепная реакция происходить не может (это делается специально из соображений безопасности).
Цепная реакция начинается после погружения в активную зону всех урановых стержней, т. е. когда масса урана достигнет критического значения.
7. Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются?
Для управления цепной реакцией служат регулирующие стержни, эффективно поглощающие нейтроны.
При их полном погружении в активную зону цепная реакция идти не может.
Для запуска реактора регулирующие стержни постепенно выводят из активной зоны до тех пор, пока не начнётся цепная реакция деления ядер урана.
8. Какую вторую функцию (помимо замедления нейтронов) выполняет вода в первом контуре реактора?
Активная зона реактора посредством труб соединяется с теплообменником, образуя так называемый первый замкнутый контур.
Насосы обеспечивают циркуляцию воды в этом контуре.
Вода, нагретая в активной зоне за счёт внутренней энергии атомных ядер, проходя через теплообменник, нагревает воду в змеевике второго контура, превращая её в пар.
Таким образом, вода в активной зоне реактора служит не только замедлителем нейтронов, но и теплоносителем, отводящим тепло.
9. Какие процессы происходят во втором контуре?
Во втором контуре пар, образовавшийся в змеевике, вращает турбину.
Турбина приводит во вращение ротор генератора электрического тока.
Отработанный пар поступает в конденсатор и превращается в воду.
Затем весь цикл повторяется.
Таким образом, непрерывно вырабатывается электрический ток.
10. Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на атомных электростанциях?
При получении электрического тока на атомных электростанциях происходят следующие преобразования энергии:
Внутренняя энергия атомных ядер урана при делении частично переходит в кинетическую энергию нейтронов и осколков.
Нейтроны и осколки, разлетаясь с большой скоростью, попадают в воду.
Их кинетическая энергия частично переходит во внутреннюю энергию воды.
Вода нагревается и, проходя через теплообменник, передает свою энергию воде, находящейся в змеевике, превращая ее в пар.
Здесь внутренняя энергия воды переходит во внутреннюю энергию пара, а затем в его кинетическую энергию.
Далее кинетическая энергия пара переходит в кинетическую энергию ротора турбины и ротора генератора.
На выходе кинетическая энергия ротора генератора превращается в электрическую энергию.
Ядерный реактор. 9-й класс
Класс: 9
Презентация к уроку
Цели урока:
Тип урока: изучение нового материала.
Оборудование: мультимедийная установка.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Проверка изученного материала.
3. Объяснение нового материала.
Ребята, ответьте на такой вопрос: А что является главной частью любой атомной электростанции? (ядерный реактор)
Молодцы. Итак, ребята сейчас более подробно остановимся на этом вопросе.
Историческая справка.
Игорь Васильевич Курчатов— выдающийся советский физик, академик, 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. Академик АН СССР (1943). Испытания первой атомной советской бомбы проводились в 1949 году. Через четыре года проводились успешные испытания первой в мире водородной бомбы. А в 1949 году Игорь Васильевич Курчатов начал работу над проектом атомной электростанции. Атомная электростанция – вестник мирного использования атомной энергии. Проект был успешно закончен: 27 июля 1954 наша атомная электростанция стала первой в мире! Курчатов ликовал и веселился как ребенок!
Определение ядерного реактора.
Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления некоторых тяжелых ядер.
Основными элементами ядерного реактора являются:
Принцип действия ядерного реактора
Ядерное топливо располагается в активной зоне в виде вертикальных стержней, называемых тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ). ТВЭЛы предназначены для регулирования мощности реактора.
Масса каждого топливного стержня значительно меньше критической, поэтому в одном стержне цепная реакция происходить не может. Она начинается после погружения в активную зону всех урановых стержней.
Активная зона окружена слоем вещества, отражающего нейтроны (отражатель) и защитной оболочкой из бетона, задерживающего нейтроны и другие частицы.
Управление ядерной реакцией
Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор. При выдвинутых из активной зоны реактора стержнях К > 1, а при полностью вдвинутых — К 12.03.2011
Какая масса урана является критической? Информация для химиков
Содержание:
Критическая масса вещества – это используемое в ядерной физике понятие, показывающее, какое количество химического элемента необходимо для протекания цепных ядерных реакций. Наиболее применяемое для таких целей вещество – уран.
Критическая масса урана: сколько нужно для поддержания реакции
Физики утверждают: на втором и последующих этапах распада урановых ядер число нейтронов достигает 32 = 9, и с каждым последующим их количество лавинообразно увеличивается. На практике далеко не каждый из них сталкивается с ядром и участвует в цепной реакции деления – порождает её новый этап. Основная причина – размеры ядра. Оно в тысячи раз меньше, чем атом, и при малом количестве вещества нейтрон способен покинуть его.
Когда каждое деление порождает ещё хотя бы одно, реакцию называют самоподдерживающейся, а объём вещества – критическим. На практике этого добиться сложно – течение реакции зависит от ряда внешних факторов.
В природе способного к поддержанию цепных реакций нуклида 235U на порядки меньше, чем 238U: 0,7% против 99,3%. Причём второй поглощает испускаемые ядрами урана-235 элементарные частицы, чем быстро гасит протекание цепной реакции. Следовательно, химический элемент нуждается в очистке или обогащении – важное условие протекания цепных реакций. Они невозможны без достаточно большого количества урана, ведь в образцах малых габаритов множество нейтронов не сталкиваются с ядрами, а вылетают из материала во внешнюю среду.
Какая масса урана является критической, способы её изменения
Какая же масса урана является критической? Практика показала, что для протекания самоподдерживающейся реакции деления необходимо несколько десятков килограммов обогащённого вещества. Для 235U это около 50 кг – сфера диаметром 17 см. Плутония-239 достаточно 11 кг.