Номер 3, страница 85 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Самостоятельные работы. СР-64. Ядерный реактор. Преобразование внутренней энергии атомных ядер в электрическую энергию. Вариант 2 - номер 3, страница 85.

Условие.

3. Что находится в активной зоне ядерного реактора?

Решение.

Решение

Активная зона ядерного реактора — это центральная часть реактора, где протекает управляемая цепная ядерная реакция деления. В ней находятся следующие основные компоненты:

1. Ядерное топливо

Это вещество, в котором происходит ядерная реакция. Чаще всего используется обогащенный уран (в основном изотоп уран-235, $ ^{235}_{92}U $) или плутоний ($ ^{239}_{94}Pu $). Топливо обычно имеет форму таблеток, которые помещаются в герметичные оболочки (твэлы — тепловыделяющие элементы), образуя тепловыделяющие сборки (ТВС).

2. Замедлитель нейтронов

Вещество, необходимое для замедления быстрых нейтронов, образующихся в результате деления ядер, до тепловых энергий. Тепловые нейтроны с гораздо большей вероятностью вызывают деление ядер $ ^{235}U $, что необходимо для поддержания цепной реакции. В качестве замедлителя используют обычную воду ($ H_2O $), тяжелую воду ($ D_2O $) или графит.

3. Теплоноситель

Жидкое или газообразное вещество, которое протекает через активную зону и отводит тепло, выделяющееся в результате ядерной реакции. Это тепло затем используется для производства электроэнергии (например, для превращения воды в пар, вращающий турбину). В качестве теплоносителя могут выступать вода, тяжелая вода, жидкие металлы (например, натрий) или газы (например, гелий). В некоторых реакторах замедлитель и теплоноситель — одно и то же вещество (например, вода в реакторах ВВЭР).

4. Система управления и защиты (Регулирующие стержни)

Это стержни из материалов, хорошо поглощающих нейтроны (например, бор, кадмий, гафний). Вводя или выводя эти стержни из активной зоны, можно управлять скоростью цепной реакции: при вводе стержней реакция замедляется, при выводе — ускоряется. Аварийные стержни служат для быстрой полной остановки (глушения) реактора.

5. Отражатель нейтронов

Слой материала, окружающий активную зону и предназначенный для возвращения в нее нейтронов, которые иначе покинули бы зону реакции. Это повышает эффективность использования нейтронов, позволяет уменьшить размеры реактора и количество необходимого топлива. В качестве отражателя часто используется тот же материал, что и в качестве замедлителя (например, графит или бериллий).

Ответ: В активной зоне ядерного реактора находятся: ядерное топливо, замедлитель нейтронов, теплоноситель, система управления и защиты (регулирующие стержни) и отражатель нейтронов.