Звільнення енергії, укладеної в ядрах атомів хімічних елементів, є найбільшим досягненням сучасної науки. Звільнення ядерної енергії в промислових масштабах проводиться в спеціальних установках - ядерних реакторах. Основний процес, що протікає в реакторах, це поділ атомних ядер важких елементів, зазвичай атомних ядер ізотопу урану. Процес поділу здійснюється за допомогою знайомої нам елементарної частинки - нейтрона. Позбавлений електричного заряду, нейтрон легко проникає всередину ядра. Поглинувши нейтрон, ядро робиться нестійким. Воно розколюється на частини - осколки, які розлітаються в різні боки з величезними швидкостями. Енергія руху осколків становить основну частину (близько 80 відсотків) всієї виділяється в реакторі енергії.
Свою енергію осколки при зіткненнях передають атомам навколишнього середовища. Таким чином, в кінцевому рахунку, вся енергія осколків йде на підвищення температури всередині реактора. Ядерний реактор подібний топці парового котла, його енергію можна використовувати для перетворення води в пару, яким неважко змусити обертатися турбіну або привести в рух поршень парової машини.
Процес поділу важких ядер супроводжується не тільки освітою осколків, а й «народженням» від одного до трьох нових вільних нейтронів, що входили до того до складу ядра. Нові нейтрони при відомих умовах також можуть викликати ділення ядер урану і в свою чергу звільнити з їх надр ще більше нейтронів. У процесі поділу ядер число нейтронів швидко зростає, зростає число осколків, а отже, і енергія, що виділяється всередині реактора.
Такі реакції, коли процес швидко розвивається в часі, давно відомі вченим; їх називають ланцюговими реакціями.
Якщо надати можливість ланцюгової реакції вільно розвиватися, то справа закінчиться вибухом. Якщо ж цього не надати, то почалася було реакція може стихнути. Змусити протікати ланцюгову реакцію з бажаною швидкістю - завдання не з простих.
Для нормальної роботи ядерного реактора необхідно велике число нейтронів, але треба вміти і вчасно обмежити їх приріст.
Познайомимося з принципом дії реактора, в якому в якості «ядерного пального» використовується чистий металевий уран, отриманий з руди якогось уранового родовища. В такому урані на кожну тисячу атомів припадає близько 993 атомів ізотопу урану-238 і 7 атомів ізотопу урану-235. Зустрічаються там ще атоми ураіа-234, але їх дуже мало, всього близько шести на сто тисяч атомів. Їх зазвичай до уваги не беруть.
Розподіл ядер в шматку урану починається спонтанно, під дією завжди наявних в невеликій кількості вільних нейтронів. Нехай в якийсь момент відбувся розподіл ядра урану-235. ядро
- Великий закон природи
- Важка вода-введення.
- Властивості незвичайної води
- Отримання дейтерію і важкої води
- Атоми - брати
