Контролирование цепной реакции
08.09.2012 Суббота 00:56
В дополнение к предыдущему посту, точнее к той его части, которая описывает нейтронные рефлекторы. На самом деле, как обычно бывает, всё оказалось куда сложнее чем казалось сначала. Выяснилось, что для контроля протекания цепной реакции существуют три метода, а не один:
1.Нейтронный отражатель (neutron reflector). Объект из материала, являющего нейтронным отражателем, располагается таким образом, чтобы отражать нейтроны обратно в зону прохождения цепной реакции. Наличие нейтронного отражателя снижает критическую массу и, соответственно, позволяет запуск цепной реакции при меньшей массе делящегося вещества.
2.Нейтронный замедлитель (neutron moderator). Тут несколько сложнее. Нейтроны бывают разные в зависимости от энергии, которой обладают. В частности, существуют быстрые нейтроны и тепловые нейтроны. Тепловые нейтроны могут поддерживать цепную реакцию, а быстрые (обычно) — нет. Так вот нейтронный замедлитель, будучи введён в зону цепной реакции, замедляет попадающие в него нейтроны, превращая их из быстрых в тепловые, позволяя таким образом регулировать скорость цепной реакции.
3.Нейтронный поглотитель (neutron absorber AKA neutron poison) используется как предохранительное устройство. Он изготавливается из вещества, которое поглощает нейтроны, не участвуя при этом в цепной реакции. Поэтому введение нейтронного поглотителя в зону цепной реакции может замедлить её вплоть до полного прекращения. Обычно это делается так: над рабочей зоной реактора висит штуковина, к которой прикреплены стержни из поглощающего вещества. Эта штука держится на электромагнитах. Если электричество по какой-то причине вырубается, электромагниты перестают работать и стержни поглотителя под действием гравитации опускаются в реактор, что приводит к остановке цепной реакции.
Интересно, что графит используется для изготовления и отражателей, и замедлителей, несмотря на то, что действие этих веществ имеет разный принцип. Этого я не совсем понял. Видимо, это какой-то разный графит. Вообще, всем известные графитовые стержни — это, судя по всему, нейтронный замедлитель. Кроме графита в качестве замедлителя могут использоваться и другие вещества, причём, как правило, другие и используются. Графит применяется примерно в двадцати процентах существующих реакторов. Практически во всех остальных в качестве замедлителя используется обычная или тяжёлая вода.