Номер 2, страница 246 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 49. Ядерный реактор. Вопросы - номер 2, страница 246.

Условие.

2. Для чего используют замедлители?

Решение.

2. Для чего используют замедлители?

Замедлители — это вещества, которые используются в ядерных реакторах для уменьшения кинетической энергии (замедления) быстрых нейтронов, образующихся в результате реакции деления ядер. Это является ключевым условием для поддержания управляемой цепной ядерной реакции в большинстве типов реакторов.

Суть их применения заключается в следующем. При делении тяжелых ядер, например, урана-235 ($^{235}U$), освобождаются 2-3 новых нейтрона. Эти нейтроны обладают очень высокой энергией (около 2 МэВ) и называются быстрыми. Однако, для того чтобы вызвать деление следующего ядра $^{235}U$, нейтрон должен быть медленным (его еще называют тепловым), с энергией порядка 0,025 эВ. Вероятность (так называемое эффективное сечение) деления ядра $^{235}U$ под действием медленного нейтрона в сотни раз выше, чем под действием быстрого.

Чтобы цепная реакция не затухала, быстрые нейтроны, рожденные в акте деления, необходимо эффективно замедлять до тепловых энергий. Эту задачу и выполняет замедлитель, в среде которого располагается ядерное топливо. Нейтроны, двигаясь в замедлителе, многократно упруго сталкиваются с его ядрами и теряют при каждом столкновении часть своей энергии, пока не достигнут теплового равновесия со средой.

Наиболее эффективный замедлитель должен обладать двумя основными свойствами: его ядра должны быть как можно легче (в идеале, их масса должна быть близка к массе нейтрона для максимальной передачи энергии при столкновении) и он должен очень слабо поглощать нейтроны, чтобы не выводить их из реакции. Типичными замедлителями являются обычная вода ($H_2O$), тяжёлая вода ($D_2O$) и графит высокой чистоты.

Ответ: Замедлители используют в ядерных реакторах для снижения скорости (энергии) быстрых нейтронов, образующихся при делении ядер, до тепловых скоростей. Это многократно увеличивает вероятность того, что эти нейтроны вызовут деление других ядер урана, что необходимо для поддержания самоподдерживающейся цепной реакции.