Главная arrow Чистый уран — тяжелый металл серого стального цвета

Чистый уран — тяжелый металл серого стального цвета

Чистый уран — тяжелый металл серого стального цвета с удельным весом 19,05 г/см3.

Цепная самоподдерживающаяся реакция деления ядер протекает в уране-235. При этом «запуск» реакции осуществляется нейтроном, обладающим определенной энергией. В результате распада ядра урана-235 образуются 2—3 новых нейтрона, продолжающих реакцию. Таким образом, раз начавшись, реакция ядерного распада может сама себя поддерживать, распространяться лавинообразно, приводить к ядерному взрыву.

В ядерном реакторе создаются такие условия, что.-бы реакция сохраняла цепной характер, поддерживала себя, но не носила лавинообразного, взрывного характера, а протекала стационарно, поддавалась регулированию. Для этого необходимо, чтобы из двух-трех нейтронов, освобождающихся при делении ядра урана-235, лишь один продолжал реакцию, а остальные поглощались или уходили из активной зоны.

В качестве топлива на АЭС используют поэтому обогащенный уран. Это природный металл, в котором концентрация урана-235 предварительно повышена до 2—3 % (вместо 0,7 %). Именно он является собственно ядерным горючим. Избыток урана-238 поглощает часть вылетающих нейтронов, превращаясь при этом постепенно в плутоний-239. Этот изотоп делится так же легко, как уран-235. Поэтому к концу срока эксплуатации реакторное топливо содержит больше плутония-239, чем урана-235, который главным образом «выгорает», обеспечивая поддержание цепной реакции.

Обогащенный уран — готовое ядерное топливо — в виде таблеток по 20 г весом помещается в стальные или циркониевые трубки (так называемые тепловыделяющие элементы, твэлы) — основные элементы активной зоны реактора. В качестве замедлителя нейтронов используют либо высокоочищенный графит, бруски которого заданной формы также помещают в активную зону, либо тяжелую воду (в которой обычный водород заменен его тяжелом изотопом — дейтерием), либо обычную легкую воду служащую также для охлаждения и переноса энергии.

В большинстве современных атомных реакторов именно вода используется в качестве теплоносителя. Эти реакторы бывают двух основных типов.