Презентация "Пристрій ядерного реактора" по физике – проект, доклад

Ядерний реактор

Загальні дані

Існує кілька типів атомних реакторів, усі вони використовують ядерну ланцюгову реакцію поділу. Перший реактор типу СР-1 був збудований і запущений у Чиказькому університеті США під керівництвом Е. Фермі в 1942, (в СРСР в 1946 — лабораторія № 2 АН СРСР Москва). Розпад ядер відбувається в активній зоні реактора, у якій зосереджене ядерне паливо, і супроводжується вивільненням значної кількості енергії.

Основні елементи ядерного реактора

Ядерним реактором називається пристрій, у якому виділяється теплова енергія в результаті керованої ланцюгової реакції поділу ядер. Уперше керована ланцюгова реакція поділу ядер Урану була здійснена 1942 року в США під керівництвом італійського фізика Е. Фермі. Ланцюгова реакція з коефіцієнтом розмноження нейтронів = 1,0006 тривала протягом 28 хвилин, після чого реактор зупинили.

Головними елементами ядерного реактора є: ядерне пальне ; сповільнювач нейтронів (важка вода, Графіт тощо); теплоносій для виведення енергії, що утворюється під час роботи реактора (вода, рідкий натрій та ін.); пристрій для регулювання швидкості реакції.

Ядерне пальне розміщене в активній зоні у вигляді вертикальних стрижнів, які називаються тепловиділяючими елементами (ТВЕЛ). ТВЕЛи призначені для регулювання потужності реактора. Маса кожного паливного стрижня значно менша за критичну, тому в одному стрижні ланцюгова реакція відбуватися не може. Вона починається після занурення в активну зону всіх уранових стрижнів.

Реактор на повільних нейтронах

Найбільш ефективний поділ ядер Урану відбувається під дією повільних нейтронів. Такі реактори називаються реакторами на повільних нейтронах. Вторинні нейтрони, які утворюються в результаті реакції поділу, є швидкими. Для того щоб їхня наступна взаємодія з ядрами Урану в ланцюговій реакції була найбільш ефективною, їх сповільнюють, вводячи в активну зону сповільнювач — речовину, яка уменшує кінетичну енергію нейтронів.

Термоядерна реакція

Термоядерні реакції — це реакції синтезу легких ядер за дуже високої температури. Необхідні умови для синтезу ядер Гелію у протонів є в надрах зірок. На Землі термоядерна реакція синтезу здійснюється під час експериментальних термоядерних вибухів. Енергія, що виділяється, виявляється найбільшою під час синтезу ядер легких елементів, котрі мають мінімальну енергію зв'язку.

Запаси Гідрогену на Землі практично невичерпні, тому використання енергії термоядерного синтезу в мирних цілях є одним із найважливіших завдань сучасної науки й техніки.

Класифікація реакторів

Реактори розрізняють: за енергією нейтронів, що викликають розпад (реактор на теплових, швидких і проміжних нейтронах)

за характером розпаду ядерного палива (гомогенні і гетерогенні)

Схематичне обладнання гетерогенного реактора на теплових нейтронах 1 — керуючий стержень; 2 — біологічний захист; 3 — теплоізоляція; 4 — сповільнювач; 5 — ядерне паливо;

за використовуваним сповільнювачем (графітові, водо-водяні та ін.)

за призначенням (енергетичні, дослідницькі)

Аварії на АЕС

3а час експлуатації відбулося кілька серйозних аварій на таких установках, найбільша в 1986 на атомній електростанції в Чорнобилі (Чорнобильська катастрофа), де відбувся витік, що викликав пожежу й радіоактивне зараження великої території. У Гаррісбурзі, Пенсильванія, США, у 1979 відбулася аварія через електричне, механічне ушкодження і помилки оператора, в результаті якої відбувся витік радіоактивної речовини; у 1957 в Англії (Віндскейл) була зруйнована серцевина реактора, відбувся викид радіоактивної речовини в атмосферу.

Цікаві факти

Поліція шведського міста Енгельхольм в середу, 3 серпня, затримала, а згодом відпустила чоловіка, який зібрав ядерний реактор у себе на кухні.31-річний Річард Хандлі хотів дізнатися, чи законний його експеримент, у зв'язку з чим звернувся в Шведське управління з ядерної безпеки. До цього влада нічого не знали про експеримент, незважаючи на те, що Хандлі не приховував своїх намірів і описував всі свої дії в блозі. За словами чоловіка, ядерної фізикою він цікавиться з дитинства. Для складання реактора він замовляв радіоактивні речовини з-за кордону, а відсутні деталі збирав з підручних засобів. В інтерв'ю шведській газеті Helsingborgs Dagblad чоловік заявив, що йому вдалося самостійно зібрати діючий ядерний реактор, витративши на це близько 6000 шведських крон (або 950 доларів США). Після інциденту з поліцією, що конфіскувала саморобний реактор, експериментатор пообіцяв надалі зосередитися на теоретичних аспектах ядерної фізики. Ще, в 2009 році китайський винахідник-аматор зібрав у себе вдома 800-кілограмовий підводний човен.

Бережи себе

Над презентацією працював Новак Сергій