Возможность использования энергии деления

Возможность использования энергии деления [c.373]

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ДЕЛЕНИЯ [c.373]

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]

В процессе углублений исследований ядерных процессов ученые сделали поразительные открытия. Оказывается, целесообразно не только делить атомное ядро урана и плутония, но также соединять тяжелые ядра водорода (дейтерий, тритий). При этом образуется благородный газ — гелий. При слиянии (синтезе) тяжелых ядер водорода высвобождается тепловая энергия, существенно превышающая энергию деления атомного ядра в расчете на 1 кг исходных атомов. Поэтому принципиально возможно создание реакторов на водородном топливе. Такие реакторы называются термоядерными. Над их разработкой сейчас работают ведущие ученые ряда стран. Большие работы этого направления проводятся и в СССР. Освещение перечисленных проблем, оценка перспектив использования новых источников энергии дана в 7 главе нашей книги. [c.174]

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]

Физические основы термоядерной энергетики достаточно просты и хорошо изучены. Известно, что для превращения внутриядерной энергии в тепловую в широких масштабах, кроме реакций деления тяжелых ядер, принципиально возможно использование реакций синтеза легких ядер. Известно также, что число реакций, а следовательно, и количество выделяемой энергии в единице объема вещества в единицу времени пропорционально эффективному сечению (количественной характеристике вероятности) реакции, концентрациям и относительной скорости взаимодействующих ядер. С учетом этого соотношения можно выбрать наиболее перспективные реакции и сформулировать физические условия возможности создания термоядерного реактора. [c.151]

Возможность использования ядерного топлива, в основном в качестве источника теплоты связана с образованием цепной реакции деления вещества и вьщелением при этом огромного количества энергии. Самоподдерживающаяся и регулируемая цепная реакция деления ядер урана обеспечивается в ядерном реакторе. Ввиду эффективности деления ядер урана и при бомбардировке их медленными тепловыми нейтронами пока преобладают реакторы на медленных тепловых нейтронах. В качестве [c.113]

В современной экспериментальной и прикладной физике большую роль играют нейтроны. При их помощи удалась освободить энергию атомного ядра в процессе деления ядер и создать мощные источники энергии. Так как нейтрон — частица незаряженная, то кулоновский барьер не препятствует ее проникновению в ядро. Это обусловливает особые возможности использования нейтрона для изучения ядерных структур и реакций. [c.190]

Совершенно очевидно, что при применении теплового аккумулятора в качестве источника теплоты возможно использование различных видов энергии энергии деления ядер в атомном реакторе и радиоактивного распада различных веществ энергии солнечной радиации и от сгорания любых видов ископаемых топлив, электроэнергии и т. д. [c.139]

В ракетных двигателях возможно использование трех видов энергии химической, ядерной и солнечной. Химическую энергию выделяют вещества в процессе реакции окисления (сгорания) или разложения. Ядерную энергию можно получить путем деления ядер тяжелых или путем синтеза легких элементов. [c.115]

Известно, что при делении ядер расщепляющихся элементов (атомного топлива) выделяется огромное количество энергии, в основном тепловой. Промышленное использование атомной энергии стало возможным после [c.215]

Если предположить, что начнется более широкое использование угля, то органических топлив, возможно, хватит на четыре-пять десятилетий для обеспечения потребностей человечества в энергии. После этого периода основным энергоресурсом может стать или не стать солнечная энергия. Практически уже сейчас ощущается необходимость иметь источник энергии на этот переходный период, причем этот источник должен быть практически неисчерпаемым, дешевым, возобновляемым и не загрязняющим окружающую среду. И хотя ядерная энергия не отвечает полностью всем перечисленным требованиям, она развивается быстрыми темпами. Очень вероятно, что именно она будет этим переходным источником энергии по той простой причине, что никакой другой вид энергии, который был бы столь же доступным, пока не найден. Чтобы достоверно оценить общие ресурсы ядерной энергии, рассмотрим коротко два известных ядерных процесса — деление и синтез. [c.36]

На одном из симпозиумов в 1979 г. [93] — [95] в дискуссии по концепции водородной экономики выявилось несколько интересных моментов. Обычно принимается, что нужно иметь первичные энергоисточники — ядерное деление, ядерный синтез, солнечную, геотермальную энергии и т. д.— для получения водорода по ценам, конкурентоспособным с ценами на ископаемое топливо любым из трех методов прямым термическим, термохимическим или электролизом. Существует мнение, что можно улучшить процесс электролиза путем повышения рабочей температуры до 300 °С или даже до 1000 °С и использования некоторых из технических новшеств из области топливных элементов. При этих условиях будет возможно производить водород по цене, только на 40 % превышающей цену на бензин на НПЗ в США в 1974 г. Другой источник [94] оценивает затраты [в ценах 1979 г., долл. (США)/10 Дж] следующим образом [c.210]

ТЯЖЁЛЫХ ионов УСКОРИТЕЛИ —мощные ускорит, установки, предназначенные для получения интенсивных пучков тяжёлых ионов элементов тяжелее лития) в широком диапазоне масс и энергий. Использование пучков ускоренных тяжёлых ионов стало в кон. 20 в. осн. методом исследований в области ядерной физики. Тяжёлые ионы используются в изучении деления ядер, свойств ядер вблизи границы устойчивости, в исследовании механизма взаимодействия сложных ядерных систем, состоящих из большого числа нуклонов, в к-рых проявляются коллективные эффекты, связанные со свойствами ядерной материи. Это позволяет получать важную физ. информацию не только в области ядерной физики, но и в физике твёрдого тела, астрофизике и др. Реакции с тяжёлыми ионами дают принципиальные возможности для синтеза тяжёлых элементов, включая синтез и изучение свойств сверхтяжёлых элементов. [c.196]

В источниках электропитания импульсных излучателей преимуш,ественно используются емкостные накопители энергии. Основной задачей зарядного устройства является передача из первичной питающей сети необходимой энергии в накопитель за время между импуль- сами разрядного тока. Возможные диапазоны частот повторения выходных импульсов источников питания Для различных типов излучателей приведены на рис. 3.4. Там же штриховой вертикальной линией показана условная граница принятого в лазерной технике деления источников питания на низкочастотные и источники питания с повышенной частотой повторения выходных импульсов. Такое деление при использовании промышленной сети 50 Гц определяет выбор направления разработки зарядных устройств. [c.39]

Один из возможных заменителей химического топлива — атомная энергия. Открытие деления ядер урана под действием нейтронов, позволившее использовать огромные запасы энергии, заключенные в атомном ядре, является выдающимся научно-техническим достижением. При использовании разведанных к настоящему времени запасов урана можно рассчитывать на увеличение в несколько раз имеющихся энергетических ресурсов. Ядерное топливо обладает существенными преимуществами по сравнению с химическим топливом. [c.203]

В любой ракетной силовой установке желательно получить высокую скорость истечения газов и или большой удельный импульс Др. Как было показано в гл. 12, для двигателей, у которых тяга получается за счет расширения нагретого рабочего тела при истечении через сверхзвуковое сопло, удельный импульс пропорционален корню квадратному из отношения величины максимальной температуры газа в камере сгорания к молекулярному весу рабочего тела Мна входе в сопло. Таким образом, высокий удельный импульс получается за счет высокой температуры и (или) малого молекулярного веса газообразных продуктов сгорания топлива. В ракетных ядерных двигателях максимальная температура рабочего тела ограничивается только возможностями материалов реактора эквивалентная кинетическая температура самих продуктов деления достигает величин порядка 10 °И. В противоположность этому в химических ракетных двигателях максимальная температура ограничена внутренней энергией топливной смеси и сильно зависит от выбора топлива. Возможность нагревать рабочие тела до практически неограниченных величин позволяет строить выбор ядерных ракетных двигателей на основе минимума молекулярного веса истекающих газов, легкости обслуживания и минимальных затрат или на основе других факторов, важных для конструктора летательного аппарата. При работе реактора при температурах, сравнимых с температурами сгорания в камерах химических двигателей, максимальный удельный импульс получается при использовании Нг (молекулярный вес в недиссоциированном состоянии равен 2) этот удельный импульс [c.504]

Вывод о высокой эффективности М. к. в дейтерий-тритиевой смеси позволил рассмотреть разл. возможности использования этого явления для производства ядерной энергии и нейтронов. Первую схему мюон-нокаталитич. гибридного реактора рассмотрел Ю. В. Петров в 1979. В этой схеме предлагается увеличивать энерговыделение в реакции dtp — Не -)--Ь п -Ь р -Ь 17,6 МэВ путём дальнейшего размножения нейтронов с энергией 14,1 МэВ в урановом блаыкете при делении ядер урана, н - - U — п -J- осколки, и образования ядер плутония, п -)- U -н. Ри. Предварит. оценки показывают, что такая гибридная система может оказаться экономически эффективной в ядерной энергетике будущего. Интенсивные исследования М. к. продолжаются во многих лабораториях мира. [c.230]

То, что осколки при делении урана сильно радиоактивны и представляют собою сильно разрушительное средство для организмов, и то, что эти радиоактивные осколки могут существовать длительное время, указывает на широкие возможности использования атомной энергии в военньгх и для других народнохозяйственных целей, не ограничиваясь использованием атомного материала только как взрывчатого вещества. [c.521]

Обогащая материал реактора, т. е. увеличивая значение о в (10.32), мы можем уменьшить Ь. Величина при этом останется неизменной. Другими словами, путем обогащения смеси можно значительно увеличить вероятность захвата нейтрона ядром делящегося изотопа, так что нейтрон, замедленны " до тепловой энергии, будет иметь мало шансов избежать поглощения в реакторе и уйти за его пределы. Однако для замедления нейтрона от энергии деления до тепловой энергии требуется все то же число столкновений с атомами замедлителя, и остается заметной вероятность ухода быстрого нейтрона из котла во время замедления. Таким образом, для того чтобы уменьшить эту утечку быстрых нейтронов и тем самым уменьшить критические размеры реактора, следует, очевидно, уменьшить необходимое для замедления число столкновений с замедлителем. Это может быть достигнуто применением лучшего замедлителя, обладающего более высокой замедляющей способностью. Например, бериллий замедляет почти в Зраза лучше графита ). Однако весьма низкая температура плавления бериллия исключает возможность использования его в реакторе для ракеты с ядерным горючим очень высокие температуры являются условием работы установки. Единственная остающаяся возможность уменьшения критического размера состоит в использовании процесса деления на быстрых или надтепло-вых нейтронах. При эюм число столкновений, необходимых в процессе замедления нейтронов, уменьшается просто потому, что повышается нижний предел энергии, до которого нейтроны должны быть замедлены. [c.205]

Наиболее значительным из возможных прикладных результатов ее дальнейшего развития является создание новых способов получения энергии, обладающих более высоким КПД, чем осповаппые па делении тяжелых ядер и на реакциях термоядерного синтеза (даже в термоядерных реакциях выделяется меньше 1 % полной энергии вещества, так называемой энергии покоя, определяемой известным соотношением Е = тс ). В то же время в природе существуют процессы со значительно большей долей выделяемой энергии (в частности, нри аннигиляции вещества и антивещества энергия выделяется полностью). Трудно даже представить себе практические последствия открытия возможности использования таких процессов. [c.248]

Хотя предыстория развития работ по использованию ядерной энергии в СССР относится еще к довоенному времени, мы начнем наш анализ с 1942 года, когда на высшем государственном уровне были приняты принципиальные решения, определившие развертывание работ по советскому атомному проекту. Первое такое решение было принято 28 сентября 1942 года в виде Распоряжения Государственного Комитета Обороны Об организации работ по урану . Этим распоряжением Академии наук СССР было предписано возобновить работы по исследованию осуществимости использования энергии, выделяемой при делении ядер зфана, и представить к 1 апреля 1943 года доклад о возможности создания атомной бомбы или уранового топлива для ядерного реактора. [c.39]

Итак, гидравлические ресурсы привлекательны своей вечной возобновляемостью, но ограничены. Даже их полное использование не может покрыть все потребности в электроэнергии на перспективу. Ученым и специалистам это было известно. И они настойчиво и целеустремленно искали новые источники энергии. Какие же имелись перспективы в этой области Ответ на такой вопрос обозначился после того, как итальянский физик в тридцатых годах впервые расщепил атом урана с атомным весом 235. При делении атомного ядра выделялось огромное количество энергии. Но еще не было никакой уверенности в возможности ее использования. Дело в том, что энергия выделялась (при делении ядра) взрывом, т. е. была неуправляема. [c.157]

Применение кадмия в ядерных реакторах не является основным, тем не меиее этот металл имеет важное значение. Кадмий обладает способностью отфильтровывать нейтроны с низкой энергией (тепловые), и когда кадмиевые стержни помещаются в реактор, поглощетгие тепловых нейтронов дает возможность управлять цепной реакцией. При соответствуюихем регулировании кадмиевого стержня можно контролировать скорость деления ядер и тепловыделение, что позволяет достигать желаемой мощности или при необходимости останавливать цепную реакцию [51]. Благодаря свойствам, которые указаны при описании его использования в атомных реакторах, кадмий можно применять также как материал, идущий на изготовление контейнеров для урановых элементов. [c.277]

Одной пз конкретных реализаций процесса селективного воздействия является лазерное разделение изотопов. Сама задача разделения изотопов уже давно носит важный прикладной характер. В качестве общеизвестного примера можно привести разделение изотопов урана с атомными массами 235 и 238, необходимое для реализации цепной реакции деления атомных ядер. Использование лазерного излучения по схеме селективное возбуждение — ионизация — отделение ионов от нейтральных частиц открыло новые возможности разделения изотопов. Лазерный метод основан не на различии масс ядер изотонов (как во всех других методах — термодиффузионном, электромагнитном, методе центрифуги), а на различии спектров возбужденных электронных состояний, обусловленном различием магнитного момента ядер разных изотопов данного элемента. Механический момент ядра, связанный с его магнитным моментом, складываясь с моментпм электронной оболочки, определяет результирующий момент атома, определяющий снектр связанных электронных состояшпг. Различие в энергиях возбужденных электронных состояний [(именуемое в научной литературе сверхтонкой изотопической [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...