Номер 3, страница 279 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются?

3. Регулирующие стержни — это ключевой элемент системы управления и защиты ядерного реактора. Их основное назначение — контроль за скоростью цепной реакции деления. Это достигается за счет того, что стержни изготовлены из материалов, которые очень хорошо поглощают нейтроны (например, бор, кадмий, гафний), не вступая при этом в реакцию деления.

Пользование стержнями основано на изменении их положения внутри активной зоны реактора:

Для снижения мощности или остановки реактора стержни вводят в активную зону. Чем глубже они погружены, тем больше нейтронов поглощается, и цепная реакция замедляется или полностью прекращается. В экстренных ситуациях используются стержни аварийной защиты, которые падают в активную зону под действием силы тяжести, обеспечивая быструю остановку реактора.

Для увеличения мощности стержни постепенно извлекают из активной зоны. Это уменьшает поглощение нейтронов, их число в активной зоне растет, и интенсивность реакции увеличивается.

Для поддержания стабильной мощности стержни удерживаются в определенном положении, при котором коэффициент размножения нейтронов равен единице ($k=1$), то есть число возникающих в реакции нейтронов равно числу поглощаемых и улетающих нейтронов.

Ответ: Регулирующие стержни предназначены для управления интенсивностью цепной ядерной реакции путем поглощения нейтронов. Ими пользуются, вводя их в активную зону для замедления реакции или извлекая для ее ускорения, чтобы поддерживать мощность реактора на заданном уровне или осуществить его остановку.

4. Вопрос на изображении представлен не полностью. Исходя из контекста, наиболее вероятная полная формулировка вопроса: «Какую вторую функцию (помимо замедления нейтронов) выполняет замедлитель в ядерном реакторе?».

Основная функция замедлителя (например, обычной воды, тяжелой воды или графита) — это уменьшение кинетической энергии быстрых нейтронов, которые рождаются при делении тяжелых ядер. Замедление до тепловых скоростей необходимо, так как медленные (тепловые) нейтроны с гораздо большей вероятностью вызывают деление ядер урана-235, что критически важно для поддержания самоподдерживающейся цепной реакции.

Второй важнейшей функцией, которую вещество-замедлитель выполняет в самых распространенных типах энергетических реакторов (например, водо-водяных реакторах ВВЭР или кипящих реакторах РБМК), является функция теплоносителя. В этом качестве замедлитель (например, вода) непрерывно прокачивается через активную зону, отводит выделяющееся в результате реакции огромное количество тепла и передает его для дальнейшего использования, как правило, для производства пара, вращающего турбины электрогенераторов.

Кроме того, замедлитель, окружающий активную зону, частично выполняет роль отражателя нейтронов, возвращая нейтроны, которые иначе бы покинули активную зону, обратно в нее, что повышает эффективность использования ядерного топлива.

Ответ: Помимо своей основной функции замедления нейтронов, во многих конструкциях ядерных реакторов замедлитель (чаще всего вода) одновременно служит теплоносителем, отводя тепло от активной зоны.