Деляща се материя - Наръчник на химика 21
Химия и химическа технология
Във връзка с широкото развитие на ядрената енергетика преработката на радиоактивни отпадъци, получени в резултат на работата на енергийни реактори, в които уран-235 често се използва като гориво, което се дели по време на улавяне на бавни неутрони, се превръща в сериозен проблем . Радиоактивните отпадъци или фрагменти от делене постепенно шлакат реактора и след разграждането на 10-20% от активния материал в него предизвикват такъв спад на реактивността, че е необходима цялостна обработка на горивните елементи (пръти и блокове) с почистването им от натрупаните вредни примеси с огромни напречни сечения на улавяне на топлинните неутрони [308]. Съставът на продуктите на делене зависи от делящото се вещество, времето на неговото облъчване, енергията на неутроните, времето на охлаждане след облъчване и др. [c.319]
Много внимание [308, 311] се отделя на високотемпературна вакуумна обработка на делящ се материал за отделяне на радиоактивни отпадъци от последната серия, предимно s и ° Sr. Оказа се, че при 1680 ° С и налягане по-малко от 10 атм от металния уран почти напълно се изпарява рубидий и цезий (с 99,8%) стронций, барий, калай, калций, антимон и редки земни елементи (с 99%) телур ( с 95%). В този случай, заедно с цезий, до 98,6% плутоний се сублимира от уран. Широкото използване на вакуумна сублимация за извличане на рубидий и цезий от делящи се вещества зависи от успешното решаване на два важни въпроса за създаването на топлоустойчиви структурни материали и колектор за плутоний. [c.333]
Много технически трудности възникнаха при създаването на реактори за развъждане. Освен това програмата за реактор на животновъди е обект на интензивни политически дебати. Тъй като реакторите за разплод, като инсталации за оползотворяване на ядрено гориво, позволяват производството на плутоний-239, държава, която разполага с реактор за развъждане или технология за оползотворяване на делящ се материал, става собственик на суровината за ядрено оръжие. Не може да се пренебрегне фактът, че развитието на реактори за развъждане и подобряването на възстановяването на делящи се горива може да доведе до възможността за разпространение на ядрени оръжия или кражба на ядрени вещества от терористични организации. [c.273]
Критична маса (раздел 20.8) е количеството делящ се материал, необходимо за поддържане на верижна реакция. По-малка маса се нарича подкритична, а голяма - суперкритична. [c.276]
За експлозията на ядрен материал е необходимо да се развие верижен процес, при който освободената енергия достига прага на експлозията. Това може да се постигне с определена маса делящ се материал. Минималната маса на това вещество, необходима за експлозия, се нарича критична. Ако обаче две парчета делящ се материал, които се добавят към критичната маса, са на известно разстояние един от друг, тогава експлозията не е за- [c.449]
В реален реактор обаче реакциите протичат с участието на забавени неутрони, които имат много по-ниска скорост. Сред продуктите на делене има и ядра от няколко радиоактивни изотопа, които по време на разпадането им отделят, което изостава от деленето, в резултат на което са възникнали, така наречените забавени неутрони. Има няколко групи забавени неутрони, които се различават в зависимост от вида на делящото се вещество. Например за уран-235 забавените неутрони обикновено се разделят на шест групи [c.557]
Реакциите, причинени от улавяне на неутрони, водят до образуването на а) изотопи на същия елемент, който съставлява целта б) изотопи на друг елемент в) продукт, който може бързо да се разпадне с образуването на нов изотоп или да се окаже да е делящо се вещество, както е описано в раздел. 24.7. Ето няколко примера за различни видове ядрени реакции [c.431]
Среда, в която плътността на атомните ядра на модератора и делящото се вещество се променя значително на разстояние, много по-малко от средния свободен път на неутроните, се нарича хетерогенна. Среда, в която плътностите на атомните ядра на модератора и делящата се материя не се променят на едно и също разстояние, се нарича хомогенна. [c.230]
По време на химическата обработка на делящия се материал се получава хетерогенно поставяне на делящ се материал и модератор. Ефектът на хетерогенността върху K, f на системата започва да се проявява при размер на частиците гориво около 100 µm [2]. В хетерогенна система неутроните губят енергията си в модератора и следователно имат голяма вероятност да преминат през областта на резонансните енергии, без да се сблъскат [c.235]
Разделяне на смес от слабо делящи се вещества. [c.249]
Не трябва обаче да се забравя, че практическото използване на реакцията на синтез в момента не е възможно, докато не бъдат решени условията за нейната организация и не бъдат намерени начините за контрол на хода на реакцията. В същото време само за началото на реакцията на делене (количеството на делящото се вещество е незначително- [c.260]
Според предназначението си всички реактори могат да бъдат разделени на три групи: 1) реактори за производство на енергия, 2) изследователски реактори, 3) за производство и по-специално разширеното размножаване на ядрено гориво. Ядрените реактори, които произвеждат делящ се материал, обикновено се класифицират като реактори и конвертори. Brpder се наричат реактори, които възпроизвеждат същото гориво, което консумират. Преобразувателите са реактори, които произвеждат гориво, различно от използваното в тях. Пример за преобразувател е реакторът Ханфорд, който се произвежда от използване в естествен- [c.19]
За да се осъществи ядрена верижна реакция, пробата от деляща се материя не трябва да бъде твърде малка, в противен случай неутроните ще я напуснат, преди да имат възможност да се сблъскат с което и да е ядро и да задействат процеса на делене. Ако голям брой неутрони оставят проба от делящ се материал, верижната реакция завършва. В този случай масата на пробата се нарича подкритична. Ако масата на пробата е достатъчно голяма, за да поддържа верижна реакция с постоянна скорост на делене, тази маса се нарича критична. Его е възможно, ако след всяко събитие на делене само един неутрон може да предизвика ново събитие на делене. Само няколко неутрона успяват да оставят проба с още по-голяма маса. В този случай, според развитието на верижната реакция, броят на деленията се умножава, реакцията протича в свръхкритичната област. Разликите в характера на хода на реакцията на ядрено делене в зависимост от това дали масата на пробата е подкритична, критична или свръхкритична, са схематично илюстрирани на фиг. 20.13. На фиг. 20.14 показва един от начините за създаване на свръхкритична маса от делящ се материал в атомна бомба. За целта с помощта на химически експлозиви бързо се комбинират две подкритични маси, в резултат на което се образува свръхкритична маса. Както можете да видите, схематичната схема на такава бомба е много проста. Делящите се вещества, най-общо казано, са достъпни за всяка държава с ядрени реактори, което вече е довело до разпространението на атомни оръжия сред много- [c.268]