Номер 2, страница 138, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. В каких целях в реакторах с тепловыми нейтронами используют замедлители нейтронов?

2. В каких целях в реакторах с тепловыми нейтронами используют замедлители нейтронов?

В ядерных реакторах, работающих на тепловых нейтронах, в качестве топлива чаще всего используется изотоп урана-235 ($^{235}U$). Цепная реакция деления в таких реакторах поддерживается за счет поглощения нейтронов ядрами урана. Однако нейтроны, рождающиеся в результате деления (так называемые быстрые нейтроны), имеют очень высокую энергию (порядка 2 МэВ). Вероятность того, что такой быстрый нейтрон вызовет деление другого ядра урана-235, достаточно мала. Наиболее эффективно деление ядер $^{235}U$ происходит под действием медленных (тепловых) нейтронов, энергия которых сравнима с энергией теплового движения атомов окружающей среды (около 0.025 эВ).

Именно для снижения энергии быстрых нейтронов до тепловых значений и используют замедлители. Замедлитель — это вещество, которое размещают в активной зоне реактора между топливными элементами. Быстрые нейтроны, вылетая из топлива, многократно сталкиваются с легкими ядрами атомов замедлителя, в каждом столкновении теряя часть своей кинетической энергии, пока не превратятся в тепловые. После замедления они с высокой вероятностью вызывают деление следующих ядер урана, поддерживая тем самым цепную реакцию.

В качестве замедлителей используют вещества с легкими ядрами, которые эффективно отбирают энергию у нейтронов при столкновении, но при этом слабо их поглощают. Наиболее распространенными замедлителями являются обычная вода ($H_2O$), тяжелая вода ($D_2O$) и графит ($\text{C}$).

Ответ: Замедлители нейтронов используют для снижения энергии быстрых нейтронов, образующихся при делении ядер, до тепловых энергий. Это необходимо для значительного увеличения вероятности деления ядер топлива (например, урана-235) и, как следствие, для поддержания управляемой цепной реакции в реакторах на тепловых нейтронах.