Реакция деления урана

В марте 1943 г. начались прерванные войной работы по атомной проблеме в СССР. Их возглавил И. В. Курчатов. И уже в декабре 1946 г. на континенте Европы и Азии впервые была осуществлена цепная реакция деления урана — в Москве в Институте атомной энергии. В августе 1949 г. испытывается советская атомная бомба, а в августе 1953 г. — водородная или термоядерная (раньше американской). [c.128]

Рис. 13. Ядерная реакция деления урана.

В самом конце 30-х годов была обнаружена реакция деления урана и теоретически показана возможность осуществления цепной реакции деления. При делении каждого атома урана выделялась значительная энергия. Можно было ставить вопрос о получении и использовании энергии атома. [c.201]

В настоящее время большинство стран строят свою энергетическую программу, исходя из предположения, что развитие энергетики на ближайшие 50 лет будет обеспечиваться, в первую очередь, за счет использования реакции деления урана. Менее четко определена более далекая перспектива. Однако, возможно, и в гря-душ,ие столетия энергетика будет обеспечиваться за счет реакций синтеза ядер. [c.7]

Учитывая вытекающую из подобного положения опасность, проф. Жолио, который является не только крупнейшим специалистом в вопросах ядерной физики (в частности, ему принадлежит открытие цепного характера реакции деления урана и ее практического использования), но также и коммунистом (членом компартии Франции), предлагает нам свое сотрудничество в разработке урановой проблемы в СССР. Это сотрудничество может быть осуществлено, по желанию Правительства СССР, либо в форме консультаций советской группе, занимающейся этой проблемой, либо же — что представляется мне более ценным — путем объединения этой группы с французской группой, возглавляемой проф. Жолио и состоящей в основном из его учеников (в количестве 30 человек, часть которых находится в настоящее время в Канаде, откуда, однако, они могут быть отозваны). Проф. Жолио полагает, что практическое решение проблемы урана по плечу лишь таким большим странам, обладающим громадными ресурсами сырья и высокоразвитой индустрией, как США и СССР. Все его симпатии на нашей стороне и, несмотря на многократные попытки американцев привлечь его к работе, ведущейся в США, он готов предоставить все свои знания и опыт нам, с тем чтобы помочь СССР догнать и перегнать Америку в этой новой, исключительно важной области техники, в которой американцы опередили нас, по крайней мере, на два-три года. [c.326]

Ядерное топливо. Из физики известно, что при замедленных ядерных реакциях деления урана и плутония выделяется огромное количество тепловой энергии. Такую энергию часто называют ядерным топливом. Замена обычного топлива ядерным позволит со временем создать безграничные возможности для развития новых видов техники. Замена ядерным топливом природного газа, нефти и угля позволит наиболее эффективно использовать их в качестве сырья для химической промышленности. [c.80]

Реакция деления урана 4Н Не [c.170]

Важным параметром ракеты является вес силовой установки ) Мц,, тогда как массу расходуемого горючего можно считать равной нулю. При получении энергии в процессе ядерной реакции деления урана-235 или плутония участвовать в процессе фактически будет лишь малая доля всей массы ядерного реактора даже в случае полного использования делящегося вещества в ценной реакции 99,9% начальной его массы сохранится в реакторе в виде продуктов деления. Поэтому вполне допустимо массу горючего включать в общую массу реактора и считать последнюю постоянной. Очевидно, что тот же вывод, хотя и но другим причинам, можно сделать и в отношении силовой установки, использующей энергию солнечного излучения. Только когда-нибудь в далеком будущем при использовании принципиально новых типов двигательных систем на ядерном горючем вес расходуемого горючего может оказаться значительным и его нужно будет учитывать (см. 7.3). [c.268]

Цепная реакция деления ядер урана. ... [c.297]

ЦЕПНАЯ РЕАКЦИЯ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР УРАНА [c.329]

Реакция деления ядер урана при бомбардировке их нейтронами была о7 крыта в 1939 1-. В результате экспериментальных и теоретических исследований, выполненных Э. Ф е р м и, И. Ж о-л и о - К ю р и, О. Г а н о м, Ф. III т р а с с м а н о м, Л. М е й т-н ер, О. Ф р и ш е м, ср. IH о-JI и о - К ю р и, было установлено, что при попадании в ядро урана одного нейтрона ядро делится на две-три части. [c.329]

Ядерная реакция деления тяжелых ядер нейтронами, в результате которой число нейтронов возрастает и поэтому может возникнуть самоподдерживающийся процесс деления, называется цепной ядерной реакцией. Как и всякие разветвленные цепные реакции, цепные ядерные реакции являются экзотермическими, т. е. сопровождаются выделением большой энергии. Например, энергия, высвобождаемая при делении всех ядер, содержа-Ш.ИХСЯ в 1 кг (2,55-10 ядер) урана-235, составляет [c.310]

В одном из опытов по регистрации вторичных нейтронов, образующихся при делении урана нейтронами из d + d)-реакции, было замечено, что испускание вторичных нейтронов продолжается еще некоторое время после момента выключения ускорительной трубки, в которой получались дейтоны. Исследование этого явления показало, что около 1 % вторичных нейтронов испускаются не в момент деления, а спустя некоторое время [c.379]

Возможность использования урана для получения энергии появилась после того, как была обнаружена способность делиться под действием тепловых нейтронов. Отсутствие порога для реакции деления g2U делает процесс неупругого рассеяния нейтронов неопасным для развития цепной реакции, в результате чего она становится возможной на чистом изотопе При этом оказывается, что цепную реакцию с участием чистого можно повести как на быстрых так и на предварительно замедленных нейтронах (так как роль другого мешающего фактора — резонансного захвата медленных нейтронов — относительно невелика). [c.382]

Необходимые для этой реакции нейтроны получаются в результате действия космических лучей, деления урана и некоторых других причин. [c.254]

Интенсивность реакции деления сильно зависит от энергии нейтронов и от сорта ядер. Под действием пучка нейтронов достаточно высокой энергии (скажем, выше 100 МэВ) будут делиться практически все ядра, легкие, средние и тяжелые. Нейтронами с энергией в несколько МэВ делятся только достаточно тяжелые ядра, начиная примерно с Л = 210. Наконец, некоторые тяжелые ядра делятся нейтронами всех энергий, начиная с нулевых. Сюда относятся прежде всего изотопы урана 92 , изотоп плуто- [c.536]

Рассмотрим механизм цепной реакции деления. При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны (см. гл. X, 3). Например, при каждом делении ядра урана [c.565]

Как мы увидим в следующем параграфе, управляемая цепная реакция деления практически осуществима на трех различных изотопах. Это два изотопа урана и а также изотоп плутония Первый из этих изотопов имеется в природе, а остальные два можно изготовлять искусственно в промышленных масштабах. [c.565]

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]

В следующем опыте регулирующий стержень И. В. Курчатов дополнительно извлек уже не на 10 сантиметров, как в предыдущих сериях, а только на 5... После быстрого подъема Игорем Васильевичем двух аварийных кадмиевых стержней все присутствующие с удвоенным вниманием стали наблюдать за световыми и звуковыми сигналами, отражающими развитие цепной реакции деления ядер урана —235. Через 30 минут все звуковые индикаторы выли, световые ярко светились, гальванометр... уже отклонялся не равномерно, как в предыдущей серии, а все быстрее и быстрее... Напряжение всех присутствующих достигло предела, когда дублирующая... установка, расположенная внутри подземной лаборатории, стала вместо двух-трех фоновых щелчков в минуту выдавать все более и более частые сигналы, Это означало, что нейтроны из реактора, пронизав [c.209]

Работает она так. В активной зоне реактора за счет деления урана-235 температура поднимается до 1770 градусов. Чтобы обеспечить ход цепной реакции с наименьшим количеством урана, активную зону окружают бериллиевым отражателем. Бериллий отличается тем, что почти не поглощает и не пропускает нейтронов, он как зеркало солнечные лучи, отражает их потоки назад, в массу урана Регулируется ход реакции бериллиевым же стержнем... [c.172]

Довольно длительное отсутствие каких бы то ни было научных данных, опубликованных в газетах и журналах, и являлось той причиной, что бомба и ее энергия получили, по сути дела, неверные названия атомных вместо более правильных — ядерных. Только года через два в американской печати были опубликованы сведения самого общего характера о цепной реакции, возникающей при делении урана, и только тогда стало возможным заняться просвещением широкой публики. [c.6]

Количество нейтронов и протонов у ядер, участвующих в реакции деления ядра урана-236 [c.48]

В ядерном реакторе, напротив, как только плотность нейтронов и интенсивность ядерного деления достигают определенных (умеренных) величин, цепная реакция в дальнейшем поддерживается на постоянном уровне. Наименьшее количество расщепляющегося вещества, когда цепная реакция уже не распространяется беспредельно, но и не затухает, называется критическим. Об этом более подробно будет сказано в следующей главе здесь лишь отметим, что данное понятие играет решающую роль в действии всех ядерных реакторов и атомных бомб. А пока вновь вернемся к ядрам-осколкам, образующимся в результате деления урана. Как указывалось раньше, нейтроны — не единственные частицы, [c.51]

Описывая цепную реакцию деления ядра, мы пренебрегли потерей нейтронов из реактора, предположив, что каждый образовавшийся нейтрон является инициатором дальнейшего деления и что этот процесс буд ет продолжаться (и ускоряться) до тех пор, пока не израсходуется все ядерное горючее, то есть пока не будут подвергнуты делению все ядра урана. Это было сделано ради удобства, чтобы полностью сосредоточить внимание на основном механизме размножения нейтронов. Однако на практике конструктор ядерных реакторов не может не считаться с потерями нейтронов и не стараться свести их к минимуму. Мы здесь не будем вдаваться во все технические подробности этой проблемы, а ограничимся лишь обсуждением того, как вообще нейтроны могут теряться (не вызывая деления). [c.60]

По подсчетам специалистов всех мировых запасов урана и тория достаточно для удовлетворения наших нужд в энергии на несколько сот лет вперед. Возможно, в будущем мы сможем использовать эти сырьевые источники, обнаруженные на ближайших небесных телах. Но, по-видимому, задолго до того как истощатся земные запасы топлива для ядерных реакторов, использующих управляемую цепную реакцию деления мы сумеем укротить энергию термоядерного синтеза, в качестве топлива которой могут служить практически неистощимые источники Мирового океана. Однако прежде чем перейти к следующей главе, повествующей о настоящем и будущем термоядерного синтеза, подведем краткие итоги данной главы. [c.89]

Все агрегаты электростанций делятся на пять основных групп. Во-первых, это источник тепла, которым является или камера сгорания, в которой углеводороды реагируют с кислородом атмосферы, или активная зона ядерного реактора, в которой происходит реакция деления урана или плутония. Во-вторых, это парогенератор, состоящий из экономайзера, испарителя и перегревате- [c.7]

ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ —ядерные реакции, в к-рых частицы, вызывающие их, образуются и как njioflyK-ты этих реакций. Пока единственная известная Я.ц.р.— реакция деления урана и нек-рых трансурановых xie.uen-тов (напр., под действием нейтронов. Впервые она [c.671]

По принципу действия АЭС и тепловые электростанции (ТЭС) мало отличаются друг от друга. На АЭС и ТЭС вода доводится до кипения, и об-разуюш ийся пар подаётся на лопасти высокоскоростной турбины, заставляя ее вращаться. Вал турбины соединен с валом генератора, который при вращении вырабатывает электрическую энергию. Различие АЭС и ТЭС состоит в способе нагрева воды до кипения. Если в ТЭС для нагрева воды сжигается уголь или мазут, то в АЭС для этой цели используют тепловую энергию управляемой цепной реакции деления урана. [c.851]

Харитон Юлий Борисович (1904-1996) — физик и физикохимик, акад. АН СССР (1953 чл.-кор. 1946). Родился в Петербурге. В 1925 окончил Ленинградский политехнический ин-т. С 1921 работал в Ленинградском физико-техническом ин-те. В 1926-1928 стажировался в Кавендишской лаборатории у Э. Резерфорда. В 1928 ему была присуждена ученая степень доктора философии. С 1931 — сотрудник Ин-та химической физики АН СССР. По совместительству работал в других научно-исследовательских учреждениях. В начале 1942 Ю.Б. Харитон был прикомандирован к Научно-исследовательскому институту № 6 Наркомата боеприпасов в Москве, в 1944 был консультантом, а в 1945 сотрудником Лаборатории № 2 АН СССР. В 1939-1940 совместно с Я.Б. Зельдовичем выполнил одно из первых исследований осуществимости цепной ядерной реакции деления урана. С 1946 по 1996 работал в КБ-11 (РФЯЦ-ВПИИЭФ), где руководил работами по созданию ядерного оружия, в 1946-1952 гл. конструктор, в 1952-1959 — гл. конструктор и научный руководитель, в 1959-1992 — научный руководитель, а с конца 1992 — почетный научный руководитель [c.435]

В настоящее время основу атомной энергетики стран СНГ составляют АЭС с реакторами, в которых тепло, выделяемое в результате деления ядер урана-235, отводится теплоносителем - водой. Теплоноситель находится под высоким давлением, что предотвращает его кипение, резко ухудшающее передачу тепла. Одновременно вода является замедлителем нейтронов, уменьшающим их энергию, что необходимо для протекания ядерной реакции деления урана. Поскольку вода является и замедлителем и теплоносителем, подобные реакторы носят название водо-водяных. Вода под давлением поступает в корпус реактора, прокачивается через активную зону, где находится ядерное топливо, и подогретая, через выходные патрубки и соединенные с ними трубопроводы подается в теплообменник, откуда полученная энергия поступает на турбину или к другому потребителю тепла. В реакторах типа ВВЭР (водоводяной энергетический реактор) вода заполняет корпус реактора (рис. 1.1), который воспринимает на себя ее давление, составляющее около 160 атм. [c.15]

Деиная рса ция деленик. щор урана. Среди различных ядерных реакций особо важное знач( ние I л<изни современного человеческого общества имеют цепные реакции деления некоторых тяжелых ядер. [c.329]

Использовать энергию ядер-ного взрыва в мирных целях очень трудно, так как выделение энергии при этом не поддается контролю. Управляемые цепные реакции деления ядер урана осуществляются II ядерных реакторах. [c.331]

В декабре 1938 г. и январе 1939 г. О. Ган и Ф. Штрасман открыли реакцию деления ядер урана под действием нейтронов на два ядра-осколка средней массы. В 1939 г. Ф. Жолио-Кюри, Э. Ферми и другие установили, что в одном акте деления ядра урана число испускаемых нейтронов составляет в среднем 2—3. В том же году Л. Мейтнер, О. Фриш, Ф. Жолио-Кюри установили факт, что при захвате медленных нейтронов ураном последний испускает ядра-осколки деления с общей кинетической энергией около 200 Мэе. Все это создало возможность осуществления цепной ядерной реакции. В 1939 г. Я. И. Френкель и независимо И. Бор и Дж. Уйлер создают теорию деления атомного ядра-капли. В 1940 г. Г. И. Флеров и К- А. Петржак открыли явление спонтанного деления ядер урана, протекающее с полупериодом lQi лет. [c.12]

На протяжении 20 лет (с 1919 по 1938 г.) во всех опытах по ядер-ным превращениям наблюдались только такие ядерные реакции, в которых ядро-мишень захватывает частицу (найтрон, протон, дейтрон, а-частицу, у-фотон) и вслед за этим испускает одну (в редких случаях две-три) частицу, превращаясь в ядро соседнего элемента или в ядро нового изотопа того же элемента. Но в 1938—1939 гг. была обнаружена реакция нового типа — реакция деления ядер урана, при которой происходит настолько глубокая перестройка ядра, что в каждом акте деления испускается несколько нейтронов, которые сами могут быть использованы для последующих актов деления. [c.292]

Кроме урана явление деления было обнаружено с помощью ионизационной камеры также для тория и протактиния. При этом заметили, что при окружении источника нейтронов и ионизационной камеры парафином эффект в случае урана усиливается, а в сл учае тория и протактиния остается неизменным. Отсюда можно было сделать вывод о том, что уран делится как быстрыми, так и тепловыми нейтронами, а торий и протактиний только быстрыми. Позднее (в 1940 г.), когда при помощи масс-спектрометра удалось получить небольшое количество разделенных изотопов урана и было показано, что тепловыми нейтронами делится изотоп а порог реакции деления и встречающихся в природе изотопов goTh и giPa равен примерно 1 Мэе . [c.362]

Деление атомного ядра — это процесс распада на два (реже три и четыре) сравнимых по массе ядра — осколка деления. Впервые деление ядер наблюдалось при облучении ядер урана нейтронами [1], затем было обнаружено спонтанное деление ядер урана [2]. Для ядер с массовым числом Л >100 реакция деления экзо-термична, поскольку энергия связи, приходящаяся на один нуклон, в ядрах-осколках больше, чем в делящемся ядре. Освобождаемая при делении ядер энергия выделяется в виде кинетической энергии осколков, энергии, которая уносится нейтронами, у-квантами, р-частицами и антинейтрино, сопровождающими процесс деления ядер. [c.1087]

Р-распад, каждый акт которого превращает нейтрон в протон. И действительно, осколки деления являются интенсивнейшими Р-излучателями. Бета-распады часто сопровождаются -перехо-дами. Кроме того, около десяти у-квантов испускается во время самого акта деления. Поэтому ядерные реакторы являются мощными источниками р- и у-излучений. Во-вторых, перегруженность нейтронами может быть столь сильной, что во время деления или сразу же после него (обычно не позднее, чем через 5-10 с) испускаются нейтроны. Например, при каждом акте деления изотопа урана 82 - вылетает в среднем 2,5 нейтрона с энергиями от нуля до нескольких МэВ. Этот процесс приводит к размножению нейтронов. Существование процесса размножения делает возможным осуществление цепной реакции деления (см. гл. XI, 2). Небольшое количество нейтронов вылетает не в момент акта деления, а несколько позже. Эти нейтроны называются запаздывающими. Время запаздывания может доходить до нескольких минут. Происхождение запаздывающих нейтронов таково после одного или нескольких последовательных (3-распадов (на которые и уходит время запаздывания) ядро становится нестабильным по отношению к вылету нейтрона. Такое ядро мгновенно, т. е. за время порядка времени пролета, испускает нейтрон, Наличие запаздывающих нейтронов, несмотря на их ничтожное количество, важно для стабильности работы ядерных реакторов (см. гл. XI, 3). [c.542]

В 1939—1940гг. сотрудники ИХФ Я. Б. ЗельдовичиЮ. Б. Харитон впервые предложили расчет цепной ядерной реакции деления, показав,что при небольшом обогащении естественной смеси изотопов урана легким изотопом (ураном- [c.152]

Производство плутония ведется в ядерных реакторах. При протекании са-моподдерживающейся реакции деления ядер урана-235 часть нейтронов захватывается неделящимися ядрами урана-238. В результате такого захвата и возбуждаемого им процесса радиоактивных превращений в уране наряду с делением ( выгоранием ) урана-235 происходит постепенное накопление плутония в количестве, достигающем 50—80% от количества выгоревшего урана. Последующее извлечение плутония и не использованного полностью урана-235 из облученных урановых стержней производится на специальных радиохимических заводах. [c.163]

Зная величину энергии связи ядер, являющихся начальным и конечным продуктами реакции деления, можно подсчитать примерное количество выделяемой энергии в этом процессе. Ранее мы проделали расчет выделяемой энергии при делении ядра дейтерия. Он является наиболее простым примером подобных расчетов, поскольку протон и нейтрон, будучи самостоятельными частицами, не имеют собственной энергии связи. Для оценки энергии, выделяемой при делении большого ядра на два меньших, можно использовать зависимость В от А (см. рис. 7). Предположим, что ядро с Л = 236 (например, уран-236) делится на два одинаковых ядра с А = 118. Из рис. 7 получаем, что В равно примерно 7,5 МэВ при А — 236 и около 8,3 МэВ при Л = 118. Следовательно, общая энергия свяэв ядра урана-236 составляет 7,5 X 236 = 1770 МэВ, а полная энергия связи каждого из ядер-осколков составляет 8,3 X X 118 = 979,4 МэВ. Разница между суммарной энергией связи ядер-осколков и энергией связи ядра урана-236, приблизительно равная 189 МэВ, и есть искомая энергия, выделяющаяся при делениг данного ядра (она примерно в 100 раз больше энергии, выделяющейся при радиоактивном распаде ядра). Таким образом, деление ядра является источником огромной энергии. Например, в результате деления всех ядер в одном грамме урана, где содержится 2,6-10 атомов, выделится 2,3-10 кВт-ч энергии, или около одного мегаватт X дня. Этого количества энергии достаточно для того, чтобы миллион ламп мощностью в один киловатт горели в течение целого дня. [c.42]

В качестве примера можно привести следующие данные по США о содержании урана в породах 3500 г/т в рудах плато Колорадо, 30—300 г/т в фосфатных породах, 10—100 г/т в черных сланцах и 4 г/т в гранитах (М. Кинг Хабберт). Здесь можно отметить, что 1 г урана в обычной реакции деления дает порядка 860-10 Дж энергии по сравнению с 29 000 Дж, выделяющихся при сжигании 1 г угля, т. е. примерно в 30 тыс. раз больще. [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...