Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

фита и урана, будет еще какое-то количество алюминия и воды, поглощающих нейтроны. В результате избы­ток коэффициента размножения нейтронов оказыва­ется совсем небольшим — на 5—8% больше единицы. Если детали реактора будут сделаны из не совсем чистых материалов, то он может и вовсе не заработать. Поэтому в строительстве реакторов применяются толь­ко высококачественные материалы.

КРИТИЧЕСКАЯ МАССА РЕАКТОРА

Вот постройка нового атомного реактора закон­чена, и в готовую графитовую решетку загружают урановые стержни (рис. 4 и 5). Коэффициент размно­жения нейтронов постепенно нарастает. Когда он дости­гнет 0,8—0,9, в один из пустых каналов опускают источник нейтронов и включают измерительную аппа­ратуру. Постепенно, по мере приближения коэффи­циента размножения к единице, число нейтронов, реги­стрируемых специальными счетчиками, становится все больше и больше и, наконец, мощность начинает мед­ленно нарастать, даже если убрать из реактора источ­ник нейтронов, — физики говорят: «реактор достиг критичности», или: «достигнута необходимая критическая масса». Иногда критическая масса достигается не изменением общей массы урана, а рез­ким уменьшением поверхности системы — тем самым уменьшается и доля вылетающих из системы нейтронов. Типичный пример такого реактора — атомная бомба, в ней «критическая масса» достигается сближением двух урановых полусфер.

Рис. 4. Бетонная защита Брукхейвенского (США) атомного реактора с отверстиями для загрузки ура­новых блоков и облучаемых материалов.

Рис. 5. Загрузка урановых блоков в атомный реактор. Каж­дый урановый блок покрыт алюминиевой оболочкой, имеет длину 10 см, а вес — 1,25 кг.

РЕГУЛИРОВКА МОЩНОСТИ АТОМНОГО РЕАКТОРА

Атомный реактор нужно уметь выводить на задан­ную мощность, удерживать на ней и в нужный момент прекращать цепную реакцию (рис. 6). Чтобы мощность реактора увеличилась, достаточно сделать коэффици­ент размножения нейтронов чуть больше единицы. В каждом реакторе небольшая часть каналов предна­значена не для урановых стержней, а для стержней регулирующих или стержней аварийной защиты. Эти стержни делают из вещества, сильно поглощающего нейтроны: в маломощных реакторах — из легкоплав­кого кадмия, а в реакторах мощных, работающих на промышленность,— чаще всего из стали с добавкой бора, сильно поглощающего нейтроны. Регулирующие стержни приводятся в действие электромашинными устройствами, связанными со счетчиками нейтронов. Как только мощность реактора падает, регулирующие стержни поднимаются выше, если же мощность слиш­ком нарастает — опускаются и поглощают избыточные нейтроны.

Стержни аварийной защиты обычно подвешены над пустыми каналами на электромагнитах. Стоит случить­ся какой-либо неисправности — прервется подача электроэнергии или появится активность в охлаждаю­щей воде, как цепь питания электромагнитов разорвет­ся и стержни почти мгновенно остановят мощный реактор.

ЗАПАЗДЫВАЮЩИЕ НЕЙТРОНЫ

Смена нейтронных «поколений» в реакторе проис­ходит за тысячные доли секунды, поэтому даже очень небольшое изменение коэффициента размножения нейт­ронов вызывало бы сильные колебания в мощности реактора, если бы не запаздывающие нейтроны. Более 99% нейтронов испускается при делении мгновенно, но 0,7% — с запаздыванием от десятых долей секунды и до 55 секунд. Запаздывающие нейтроны играют роль буфера, смягчающего колебания в мощности реактора. До тех пор пока коэффициент размножения нейтронов не выходит за пределы между 0,993 и 1,007, запаздываю­щие нейтроны не дают реактору слишком быстро умень-

299