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.

Рис. 7. Образование новых элементов в атом­ном реакторе. Нейтроны образуют общее «кольцо». Они попадают в атомы урана, плутония и америция и вызывают превра­щения этих элементов (деление или образо­вание более тяжелого изотопа). Осколки де­ления условно сваливаются в одну кучу, из которой вылетают запаздывающие нейтроны. Вторичные нейтроны, образовавшиеся при делении, включаются в общий круговорот нейтронов.

алюминием, цирконием. Образуются радиоактивные изотопы железа, никеля, хрома, кобальта, циркония и т. д.; почти все материалы, побывавшие в атомном реакторе, становятся радиоактивными.

ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА МАТЕРИАЛЫ АТОМНОГО РЕАКТОРА

Мощное излучение атомного реактора не только вызывает превращения элементов, но и нарушает струк­туру материалов, из которых он изготовлен. Особенно сильно облучается само атомное горючее — уран. Его пронизывают осколки деления, нейтроны, b-частицы и g-лучи. Под действием облучения уран становится хрупким, распухает, деформируется, нержавеющая сталь также становится более хрупкой. Графит при облучении быстрыми нейтронами увеличивается в размерах, вода медленно разлагается на водород и кислород. Совершенно не выносят мощное облучение пла­стмассы, полупроводники, электриче­ские кабели, поэтому все эти мате­риалы нуждаются в толстом слое за­щиты. Самая сложная задача при конструировании атомного реакто­ра — сделать его урановые тепловы­деляющие элементы такими надеж­ными, чтобы ни один из нескольких тысяч элементов не вышел из строя из-за какой-либо неполадки, связан­ной с облучением деталей реактора.

 

 

ПЕРЕРАБОТКА АТОМНОГО ГОРЮЧЕГО

Атомный реактор, работающий на мощности в один миллион кило­ватт, потребляет в сутки 1 кг урана-235. Количество урана-235 в атом­ном горючем постепенно уменьшает­ся, а количество плутония и оскол­ков деления возрастает. Многие ос­колки деления сильно захватывают нейтроны, и если уран время от времени не заменять, то реактор остановится: цепная реакция пре­кратится.

Урановые тепловыделяющие эле­менты извлекают из реактора и от­правляют на химические заводы для переработки. Там их растворяют в кислоте, и полученный радиоактив­ный раствор подвергают разделе­нию. Обычно уран в виде уранилнитрата UO2(NO3)2 извлекается из водного раствора диэтиловым эфи­ром или трибутилфосфатом.

Оставшиеся в водной фазе плу­тоний и осколки деления разделяют и направляют на переработку или хранение, а уранилнитрат превра­щают либо в металлический уран для повторного использования в ре­акторе, либо в летучее соединение — гексафторид урана UF6, который обогащают на спе­циальных установках изотопом U235.

РАЗЛИЧНЫЕ АТОМНЫЕ РЕАКТОРЫ

Атомные реакторы применяются сейчас для самых различных целей: для получения электроэнергии на атомных станциях, для облучения материалов, изго­товления радиоизотопов, для получения плутония или мощных потоков нейтронов и гамма-лучей. Поэтому нужны различные типы атомных реакторов.

Для научных целей чаще всего строят небольшие реакторы, содержащие всего несколько десятков кило­граммов урана, обогащенного ураном-235. Мощность этих реакторов от одной тысячи до 20 тыс. квт. В та­ких реакторах активная зона пронизана каналами для вывода нейтронных пучков и облучения ими различных веществ. Обычно эти реакторы охлаждаются водой и имеют низкую температуру.

301