Параграф 64 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Ядерный реактор. Преобразование внутренней энергии атомных ядер в электрическую энергию

Ядерный реактор

Ядерный реактор предназначен для осуществления управляемой ядерной реакции. Управление реакцией достигается за счет регулирования скорости размножения свободных нейтронов в уране. Важно, чтобы количество нейтронов оставалось постоянным, иначе цепная реакция может выйти из-под контроля и приобрести взрывной характер. Ядерные реакторы используют как «ядерное топливо» изотоп урана-235, который обладает высокой способностью к делению. Для этого в реакторе создаются условия, при которых цепная реакция становится управляемой.

Принцип работы ядерного реактора

В реакторе реакция деления управляется замедлителями, которые обеспечивают контроль за делением урана-235. Для управления реакцией используются регулирующие стержни, которые содержат материалы, эффективно поглощающие нейтроны. Эти стержни могут управлять реакцией, изменяя количество нейтронов в активной зоне. Таким образом, реактор поддерживает контролируемую цепную реакцию и исключает опасность неконтролируемого увеличения числа нейтронов.

Устройство и активная зона реактора

Активная зона реактора представляет собой область, окруженную защитной оболочкой. Оболочка создается из специального материала, который задерживает излучение и предотвращает выход радиации. Вода в активной зоне реактора выполняет двойную роль: она замедляет нейтроны и отводит тепло, образующееся в процессе реакции. Этот процесс важен для поддержания стабильности работы реактора и предотвращения перегрева.

Замкнутый контур

В активной зоне реактора вода нагревается до высокой температуры. Нагретая вода поступает в теплообменник, где передает свою энергию воде второго контура. Вода из второго контура, нагреваясь, превращается в пар и поступает в турбину. Таким образом, энергия деления ядер урана передается воде второго контура, которая вращает ротор турбины и преобразуется в электрическую энергию.

Преобразование энергии

Преобразование энергии в ядерном реакторе идет в несколько этапов. Сначала внутренняя энергия атомных ядер превращается в кинетическую энергию нейтронов и осколков ядер. Затем эта энергия передается воде, нагревая ее. Нагретая вода в теплообменнике преобразует свою тепловую энергию в кинетическую энергию пара, который вращает ротор турбины. Вращение турбины, в свою очередь, передает энергию на генератор, где кинетическая энергия превращается в электрическую.