Тяжелая вода

Работа ядерной энергетической установки связана с переносом тепла от твэлов к устройствам, воспринимающим тепло. Среда, осуществляющая перенос тепла, называется теплоносителем. В качестве теплоносителя широко применяют обычную воду и двуокись углерода. Большое место в будущем отводится реакторам на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Для охлаждения реакторов используют также тяжелую воду, органические теплоносители, а иногда гелий. [c.86]

В качестве замедлителя нейтронов наиболее эффективно используются графит тяжелая вода DjO и некоторые соединения бериллия. [c.312]

Реакторы с газовым и жидкометаллическим теплоносителем. Высокая теплоемкость воды делает ее хорошим теплоносителем. С другой стороны, обычная вода достаточно сильно поглощает нейтроны и понижает коэффициент размножения нейтронов й. Тяжелая вода в этом отношении более удобна, так как сечение поглощения нейтронов для дейтерия мало. Кроме того, вода должна оставаться в жидком состоянии. При переходе воды в пар резко ухудшается возможность отвода тепла из реактора. Этими причинами объясняется использование других теплоносителей. [c.317]

Туннельный переход 229, 230, 326 Тяжелая вода 312 [c.396]

Пусть твердая частица тяжелее воды имеет форму шара. Если ее опустить в воду, то она будет падать под действием силы [c.191]

Если исходить из гипотезы Великанова, то поток должен затратить дополнительную энергию на работу по поддержанию частиц тяжелее воды во взвешенном состоянии. [c.200]

Рис. 41.9. Зависимость полного сечения взаимодействия нейтронов с ядрами дейтерия в тяжелой воде от энергии нейтронов (3-10 < <2-10 эВ) 1291

Изотопы водорода lH , i№, сильно различаются по массам, а их атомы заметно (по сравнению с изотопами других элементов) различаются по физическим и даже химическим свойствам. Поэтому тяжелым изотопам водорода оказалось даже полезным приписать отдельные названия. Изотоп (содержание которого в естественной смеси составляет 0,015%) называется элементом дейтерием и обозначается через D (употребляется также термин тяжелый водород ). Ядро дейтерия называется дейтроном и обозначается через d. Например, если молекула воды, в состав которой входит обычный ( легкий ) водород, обозначается через НгО, то молекула тяжелой воды , в состав которой входят изотопы j№, обозначается через DjO. Тяжелая вода имеет плотность 1,108 г/см , замерзает при 3,82 °С и кипит при 101,42 С, т. е. довольно заметно отличается от обычной воды. [c.35]

ДОСТИЖИМЫХ В реакторах и других нейтронных установках. Очень малы сечения поглощения нейтронов на дейтерии и кислороде. Поэтому прекрасным замедлителем является тяжелая вода DaO. Приемлемым, но несколько худшим замедлителем является обычная вода НаО, так как водород поглощает нейтроны заметно интенсивнее, чем дейтерий. Неплохими замедлителями являются также углерод, бериллий, двуокись бериллия. [c.547]

DjO (тяжелая вода) Be (бериллий) [c.549]

А так как замедление на таком тяжелом ядре, как уран, идет мелкими шагами , то при прохождении через резонансную область замедляющийся нейтрон обязательно наткнется на один из резонансов и поглотится. Отсюда следует, что на естественном уране без посторонних примесей цепную реакцию осуществить нельзя на быстрых нейтронах реакция не идет из-за малости коэффициента т], а медленные нейтроны не могут образоваться. Для того чтобы избежать резонансного захвата нейтрона, надо использовать для замедления очень легкие ядра, на которых замедление идет крупными шагами , что резко увеличивает вероятность благополучного проскакивания нейтрона через резонансную область энергий. Как мы знаем из гл. X, 4, наилучшими элементами-замедлителями являются водород, дейтерий, бериллий, углерод. Поэтому используемые на практике замедлители в основном сводятся к тяжелой воде, бериллию, окиси бериллия, графиту, а также обычной воде, которая замедляет нейтроны не хуже тяжелой воды, но поглощает их в гораздо большем количестве. Замедлитель должен быть хорошо очищен. Заметим, что для осуществления медленной реакции замедлителя должно быть в десятки, а то и в сотни раз больше, чем урана, чтобы предотвратить резонансные столкновения нейтронов с ядрами [c.574]

Размеры блоков замедлителя и урана ограничены сверху тем, что расстояние от любой точки блока до его границы в уране должно быть меньше длины замедления УЧ, а в замедлителе—меньше длины диффузии L (см. гл. X, 4). Реально оказывается, что при оптимальном подборе блоков в гетерогенной среде реакцию осуществлять легче, чем в гомогенной, так как выигрыш за счет увеличения р с избытком компенсирует проигрыш за счет уменьшения /. Так, на естественной смеси изотопов урана гомогенную цепную реакцию можно осуществить только с самым высококачественным замедлителем — тяжелой водой. Но гетерогенная реакция на естественной смеси возможна и при использовании менее качественного замедлителя — графита, от факт сыграл решающую роль в возникновении ядерной энергетики, так как впервые управляемая реакция деления была осуществлена именно в уран-графитовой гетерогенной системе (Э. Ферми с сотр., 1942 И. В. Курчатов с сотр., 1946). [c.575]

Для исследования эффективности и экономичности реакторов разных типов строятся небольшие экспериментальные энергетические установки, обычно небольшой мощности, от нескольких до 20—30 МВт. В частности, имеются попытки использования для замедления таких дорогих, но слабо поглощающих нейтроны материалов, как тяжелая вода и даже гелий, который вообще не поглощает нейтроны. [c.584]

Связь между размером частицы и скоростью ее падения в неподвижной воде можно установить следующим образом. Пусть твердая частица тяжелее воды и имеет форму шара, тогда, если ее опустить в воду, она будет падать под действием силы [c.89]

На рис. 36-1 показана принципиальная схема ядерного реактора работающего на медленных нейтронах. Стержни 1 из расщепляющегося вещества (ядерного топлива) окружены для уменьшения скорости движения нейтронов замедлителем 2. В качестве замедлителя применяют природную или тяжелую воду для этой цели могут быть использованы легкие металлы (бериллий), графит, углеводороды. [c.465]

Термоядерное топливо — дейтерий, тритий, литий-6 — широко распространено на Земле. Например, в литре морской воды на дейтерий, входящий в состав тяжелой воды, приходится доо весовая часть. Поскольку 1 г дейтерия эквивалентен примерно 8 т бензина, то получается, что количество дейтерия в 1 л воды эквивалентно 160 л бензина. Основные реакции ядерного синтеза [c.103]

Наряду с разработкой и освоением рациональной технологии производства ядерного топлива большое значение для развития атомной техники имеют конструкционные материалы, применяемые в производстве специального промышленного и исследовательского оборудования. Помимо обычных требований механической прочности, теплопроводности, жаростойкости, коррозионной, эрозионной стойкости и т. д. к ним предъявляются специфические, определяемые особенностями атомной техники требования радиационной стойкости, необходимой степени поглощения нейтронов в зависимости от производственного назначения материала и пр. С учетом этих требований выбирались и изучались различные марки стали для элементов конструкции атомных реакторов, искусственного графита для элементов систем замедления и отражения нейтронов.в активной зоне реакторов, алюминия для защитных оболочек твэлов, предотвращающих возникновение химической реакции между химически несовместимыми урановыми сердечниками твэлов и теплоносителем (например, водой), бетона для нужд противорадиационной защиты и т. д. Применительно к этим же требованиям отечественной промышленностью освоены в производстве новые конструкционные материалы, ранее получавшиеся лишь в крайне ограниченных количествах на лабораторных установках — тяжелая вода, бериллий, цирконий и его сплавы и др. [c.163]

В 1949 г. для проведения различных исследований по нейтронной физике и других исследовательских работ в Советском Союзе был построен универсальный исследовательский тяжеловодный реактор ТВР, функции замедлителя и теплоносителя в котором выполняла тяжелая вода. В дальнейшем для тех же целей строились аналогичные по конструкции реакторы ТВР-С тепловой мощностью 7—10 тыс. кет с потоком медленных нейтронов до 6-10 нейтр/см -сек. [c.169]

Тяжелая вода D 0 — разновидность воды, d которой обыкновенный водород заменен его тяжелым изотопом — дейтерием, ядро которого состоит из одного протона и одного нейтрона. [c.162]

Данный реактор представляет собой длинный цилиндр из огнеупорного материала (рис. 21), наполненный газообразным ураном-235. Чтобы предотвратить чрезмерную утечку нейтронов, цилиндр можно окружить каким-либо веществом, эффективно отражающим и слабо поглощающим нейтроны, например тяжелой водой 2 (последняя также и замедляет нейтроны, то есть снижает их энергию). Будучи отраженными назад, в газообразный уран-235, нейтроны в большинстве случаев вызывают расщепление его ядер. Первоначальный заряд из газообразного урана-235 подбирается таким образом, чтобы после его равномерного распределения по полости цилиндра он оказался подкритическим. [c.68]

Молекула тяжелой воды DjO вместо протонов р (ядер обычного водорода) имеет дейтроны (ядра тяжелого водорода, или, водорода-2). [c.68]

Рис, 21. Возможная схема реактора- бомбы , в котором раскаленный расщепляющийся газ — плазма — индуцирует электрические токи в катушках X и Y 1 — огнеупорное покрытие толщиной около 13 мм (температура внутренней поверхности 3000° С) 2 — алюминиевые баки 3 —бетонное ограждение 4 — критическая зона (6000° С) 5 — тяжелая вода (отражатель и замедлитель нейтронов), заполняющая пространство между баками 6 — регулирующие стержни 7 — фронт ударной волны 8—ионизированный газ 9 — преследующий газ [c.69]

Чтобы уменьшить утечку нейтронов, участвующих в цепной реакции, обычно активная зона реактора окружается слоем неде-лящегося материала — отражателем. Для отражения применяют те же материалы, что и для замедлителя графит, тяжелую воду [c.315]

На рис. 41,4—41.32 представлены энергетические зависимости полного сечения взаимодействия нейтронов с ядрами Н, jH, 5В, бС, эВе, jsFe. 4gln, 79AU, 92U с водородом в легкой воде и дейтерием в тяжелой воде [29]. Сплошная кривая на графиках соответствует непрерывной зависимости сечений и получена в результате оценки и обработки всей совокупности экспериментальных результатов, имеющихся на момент оценки, и данных, полученных из расчета по теоретическим моделям в тех энергетических областях, где экспериментальных данных нет. Приводимые на рисунках некоторые экспериментальные значения сечений служат лишь для иллюстрации степени отклонения от оцененных значений. Полный перечень экспериментальных данных представлен в [29]. На рис. 41.19 для железа в энергетической области от 0,1 до 3 МэВ дано качественное описание хода сечення ввиду наличия сложной резонансной структуры. [c.1114]

Атомы дейтерия присутствуют в обыкновенной воде в составе молекул тяжелой воды, т. е. молекул воды, в которых атомы водорода замещены атомами дейтерия. Пропорция атомов дейтерия в обыкновенной воде небольшая примерно один атом дейтерия приходится на пят1> с половиной тысяч атомов водорода. Поэтому линии излучения дейтерия по сравнению с линиями излучения водорода очень слабы. По сдвигу этих линий можно вычислить массу изотопов, а по интенсивности линий сделать заключение о концентрацшт изотопов. Этот метод анализа изотопного состава веществ по изотопическому сдвигу линий излучения широко используется в практике. - [c.91]

В зависимости от относительного расположения горючего и замедлителя различают гомогенные и гетерогенные реакторы. Примером гомогенной активной зоны может служить раствор уранил-сульфатной соли U2SO4 в обычной или тяжелой воде. Более распространены гетерогенные реакторы. В гетерогенных реакторах активная зона состоит из замедлителя, в который помещаются кассеты, содержащие горючее. Поскольку энергия выделяется именно в этих кассетах, их называют тепловыделяющими элементами или сокращенно твэлами. Расстояния между твэлами не должны превышать сумму длин замедления и диффузии (см. гл. X, 4). [c.579]

Экспериментальная установка. для исследования Ср веществ при высоких температурах и давлениях. В течение ряда лет в ВТИ им. Ф. Э. Дзержинского проводятся- исследования теплое.мкости веществ при высоких давлениях и температурах. Измерения теплоемкости проводятся методом адиабатного проточного калориметра в замкнутой схеме циркуляции с йлориметрическим измерением расхода вещества. На втановках, выполненных по этому методу, была исследована теплоемкость воды и водяного пара, тяжелой воды, этилового спирта, углекислого газа [43—46]. [c.105]

Конструктивно фотонейтронные источники обычно представляют собой блок из бериллия или тяжелой воды с линейными размерами в несколько сантиметров, внутри которого размещается в герметичной ампуле источник у-излучения. [c.286]

В СССР, как и во многих других странах, во все возрастающем количестве ведется строительство атомных электростанций, вырабатывающих электрический ток и тепло для производственных и бытовых нужд. Атомные энергетические установки, заменяющие обычные паросиловые агрегаты и двигатели внутреннего сгорания, вводятся на морских транспортных судах и на кораблях военно-морского флота. Мощные источники ядерных излучений — ядерные реакторы и ускорители заряженных частиц — все шире используются в исследовательской практике и в промышленности для эффективного проведения технологических процессов. Широкое распространение получили радиоактивные изотопы, используемые как источники тепла в специальных генераторах электрического тока и как источники излучений в различных промышленных, исследовательских и медицинских приборах, аппаратах и установках. Не менее широко распространены стабильные изотопы ( тяжелая вода, изотопы урана, бора, азота, неона и многих других химических элементов), применяемые во многих областщ научных исследований, в промышленности и в медицинской практике. [c.161]

Цепная реакция будет поддерживаться с определенными трудностями, если энергия поглощаемых нейтронов будет пыню 0,1 кэВ. Нейтроны, энергия которых меньше этого значения, называются тепловыми нейтронами. Это название означает, что нейтроны обладают относительно малой энергией, сопоставимой со средней энергией теплового движения молекул. Реакторы, работающие на таких нейтронах, называются тепловыми ядерными реакторами. Поскольку нейтроны, получающиеся в результате цепной реакции, обладают энергией в несколько мегаэлектрон-вольт, то необходим процесс замедления. В обычном реакторе замедлитель помещается или распределяется между топливными стержнями. Наи-лучшим замедлителем будет такой, в котором нейтроны только замедляются, но не поглощаются, поскольку поглощение нейтронов уменьшает нейтронный поток и затрудняет процесс поддержания цепной реакции. В качестве замедлителя используются легкая (обычная) и тяжелая вода , гелий, графит Наиболее щироко в энергетических реакторах используется обычная вода. [c.162]

Но есть также и недостатки. Прежде всего водород в воде имеет довольно большое сечение захвата нейтронов по сравнению с другими замедлителями. Так как захват нейтронов в D2O значительно меньше, чем в Н2О, то при использовании в качестве замедлителя тяжелой воды топливом может служить природный уран. При использовании обычной воды в качестве теплоносителя реактор может работать только на обогащенном уране. Другим недостатком является то, что саморегулируюш,ий температурный коэффициент реактивности ограничивает температуру воды (теплоносителя) до относительно низких значений по сравнению с ТЭС, использующими органические топлива. Это означает, что общий КПД АЭС ниже, чем ТЭС, и составляет около 31 %. [c.171]

Неудачным типом реактора является высокотемпературный газовый реактор, который будет рассмотрен ниже. Характеристики реакторов PWR и BWP очень похожи, но сильно отличаются от характеристик канадского реактора ANDU. Наибольшее различие состоит в том, что в реакторе ANDU используется природный уран, а не обогащенный. Вследствие этого на реакторах ANDU в качестве замедлителя и теплоносителя используется тяжелая вода. Во всех трех типах этих реакторов используется окисное топливо в виде таблеток. [c.171]

Теплоноситель Параметры теплоносителя, МПа (°С ) Параметры пара, МПа (X ) Удельная мощность активной зоиы, МВт/м Топливо Обычная вода 15,5 (320) 7,88 (285) 35 иО, (1,2-4) Обычная вода 6.65 (280) 6.65 (280) 22 UO2 (1.1) Тяжелая вода 10,00 (310) 3,93 (250) 15 UOj (природный уран) -10 000 [c.171]

Реактор Каролина-Вирджиния, Парр, штат Южная Каролина Канальный реактор под давлением, тяжелая вода 17,0 1963 1967 [c.202]

В Канаде строятся канальные реакторы, аналогичные нащим реакторам РБМК и отличающиеся тем, что в них для замедления нейтронов используется тяжелая вода. [c.165]

Однако нашлись доказательства и поубедительней. В 1940 году немцы дали указание норвежской фирме Норск Хайдро в десятки раз увеличить выпуск тяжелой воды на имеющемся у нее заводе. К началу 1942 года требования о поставке такой воды возросли втрое. Поскольку тяжелая вода — прекрасный замедлитель нейтронов, необходимый для работы атомного реактора,— это уже было серьезным доказательством. Сочувствовавший Англии инженер Норск Хайдро специально ездил в Германию, где ему удалось точно выяснить, что вода предназначается именно для ядерных исследований. [c.203]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...