Най-важното от урока
Ядрено делене: Ядро на уран-235 + неутрон \(\rightarrow\) 2 по-малки ядра + енергия + нови неутрони.
Верижна реакция: Новите неутрони предизвикват нови деления. В реактора тя е управляема.
Ядрен реактор: Управлява верижната реакция с регулиращи пръчки, за да произвежда топлина.
АЕЦ: Използва топлината от реактора, за да произведе пара, която върти турбина и генератор за ток.
Безопасност: Многостепенни защитни бариери предпазват от радиоактивно лъчение.
Верижна реакция: Новите неутрони предизвикват нови деления. В реактора тя е управляема.
Ядрен реактор: Управлява верижната реакция с регулиращи пръчки, за да произвежда топлина.
АЕЦ: Използва топлината от реактора, за да произведе пара, която върти турбина и генератор за ток.
Безопасност: Многостепенни защитни бариери предпазват от радиоактивно лъчение.
Когато бавен неутрон попадне в ядро на уран-235, то става нестабилно и се разцепва на две по-малки ядра. Този процес се нарича ядрено делене.
При деленето се освобождават огромно количество енергия (предимно топлинна) и 2-3 нови неутрона.
Енергията от деленето на 1 грам уран-235 е равна на енергията от изгарянето на 3 тона въглища.
Какво е необходимо, за да се предизвика делене на ядро на уран-235?
Отговор: Ядрото трябва да погълне един неутрон.
Верижна реакция е процес, при който неутроните, отделени от едно ядрено делене, предизвикват делене на други ядра, които на свой ред отделят още неутрони и процесът се самоподдържа и разраства лавинообразно.
Ако не се контролира, верижната реакция води до ядрен взрив (атомна бомба). За мирни цели тя трябва да бъде управляема.
Защо е важно да се контролира броят на неутроните в една верижна реакция?
Отговор: За да се поддържа постоянна скорост на реакцията и да се избегне неконтролираното освобождаване на енергия (взрив).
Ядрен реактор е съоръжение, в което се осъществява контролирана (управляема) верижна реакция на делене с цел получаване на енергия.
Контролът се осъществява чрез регулиращи пръчки, които се вкарват в активната зона на реактора и поглъщат част от неутроните, като по този начин забавят или спират реакцията.
Какво ще се случи, ако регулиращите пръчки се извадят напълно от активната зона на реактора?
Отговор: Реакцията ще се ускори рязко, защото няма да има какво да поглъща излишните неутрони. Това може да доведе до прегряване и авария.
АЕЦ е съоръжение, което преобразува топлинната енергия, отделена в ядрения реактор, в електрическа енергия.
В реактора се отделя топлина, която загрява вода под налягане (топлоносител).
Горещата вода отива в парогенератор, където превръща друга вода в пара.
Парата под високо налягане върти турбина.
Турбината задвижва електрически генератор, който произвежда ток.
Каква е основната разлика в производството на ток между АЕЦ и ТЕЦ (топлоелектрическа централа)?
Отговор: Разликата е в източника на топлина. В АЕЦ топлината идва от ядрено делене, а в ТЕЦ – от изгаряне на въглища, газ или мазут. Принципът на преобразуване на топлината в ток (пара -> турбина -> генератор) е сходен.
Задачи за упражнение
Лесна: Как се нарича процесът, при който ядро на уран се разцепва на две по-малки части след поглъщане на неутрон?
Отговор: Ядрено делене.
Средна: Обяснете с прости думи каква е функцията на водата в ядрения реактор.
Отговор: Водата има две основни функции:
1. Охладител (топлоносител): Тя отнема огромната топлина, отделена при деленето, и я пренася към парогенератора, като предпазва реактора от прегряване.
2. Забавител на неутрони: Водата забавя бързите неутрони, отделени при деленето, тъй като уран-235 най-ефективно се дели от бавни неутрони.
1. Охладител (топлоносител): Тя отнема огромната топлина, отделена при деленето, и я пренася към парогенератора, като предпазва реактора от прегряване.
2. Забавител на неутрони: Водата забавя бързите неутрони, отделени при деленето, тъй като уран-235 най-ефективно се дели от бавни неутрони.
Трудна: В АЕЦ има три основни защитни бариери. Защо е необходима толкова сериозна защита и какви рискове предотвратява тя?
Отговор: Сериозната защита е необходима, защото процесът на ядрено делене е съпроводен с мощно и опасно за живите организми радиоактивно лъчение. Освен това, продуктите от деленето също са силно радиоактивни. Трите бариери (обвивка на горивото, корпус на реактора, защитна сграда) предотвратяват изтичането на радиоактивни вещества и лъчение в околната среда в случай на нормална работа или авария.
