"энх тайван" атом. Цөмийн реакторын ажиллах зарчим Шинэ материалын тайлбар

Буцаад урагшаа

Анхаар! Слайдыг урьдчилан үзэх нь зөвхөн мэдээллийн зорилгоор хийгдсэн бөгөөд үзүүлэнгийн бүх шинж чанарыг илэрхийлэхгүй байж болно. Хэрэв та энэ ажлыг сонирхож байвал бүрэн эхээр нь татаж авна уу.

Хичээлийн зорилго:

• Боловсролын: одоо байгаа мэдлэгийг шинэчлэх; үзэл баримтлалыг үргэлжлүүлэн бий болгох: ураны цөмийн хуваагдал, цөмийн гинжин урвал, түүний үүсэх нөхцөл, чухал масс; шинэ ойлголтуудыг нэвтрүүлэх: цөмийн реактор, цөмийн реакторын үндсэн элементүүд, цөмийн реакторын бүтэц, түүний ажиллах зарчим, цөмийн урвалын хяналт, цөмийн реакторын ангилал, тэдгээрийн хэрэглээ;
• Боловсролын: ажиглах, дүгнэлт гаргах чадварыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэх, түүнчлэн оюутнуудын оюуны чадвар, сониуч байдлыг хөгжүүлэх;
• Боловсролын: физикийг туршилтын шинжлэх ухаан болгон хөгжүүлэх хандлагыг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэх; ажилд ухамсартай хандах, сахилга бат, мэдлэгт эерэг хандлагыг төлөвшүүлэх.

Хичээлийн төрөл:шинэ материал сурах.

Тоног төхөөрөмж:мультимедиа суурилуулалт.

Хичээлийн үеэр

1. Зохион байгуулалтын мөч.

Залуус аа! Өнөөдөр хичээлээр бид ураны цөмийн хуваагдал, цөмийн гинжин урвал, түүний үүсэх нөхцөл, чухал масс, цөмийн реактор гэж юу болох, цөмийн реакторын үндсэн элементүүд, цөмийн реакторын бүтэц зэргийг давтах болно. ба түүний ажиллах зарчим, цөмийн урвалын хяналт, цөмийн реакторын ангилал, тэдгээрийн ашиглалт.

2. Судалсан материалыг шалгах.

1. Ураны цөмийн задралын механизм.
2. Цөмийн гинжин урвалын механизмын талаар бидэнд ярина уу.
3. Ураны цөмийн цөмийн задралын урвалын жишээг өг.
4. Чухал масс гэж юу вэ?
5. Уран дахь масс нь критикээс бага эсвэл критикээс их байвал гинжин урвал хэрхэн явагдах вэ?
6. Уран 295-ын критик масс хэд вэ?Критик массыг бууруулах боломжтой юу?
7. Цөмийн гинжин урвалын явцыг ямар аргаар өөрчилж болох вэ?
8. Хурдан нейтроныг удаашруулахын зорилго юу вэ?
9. Зохицуулагч болгон ямар бодис хэрэглэдэг вэ?
10. Ямар хүчин зүйлээс шалтгаалан ураны хэсэг дэх чөлөөт нейтроны тоог нэмэгдүүлж, улмаар түүнд урвал явагдах боломжийг хангах вэ?

3. Шинэ материалын тайлбар.

Залуус аа, энэ асуултад хариул: Аливаа атомын цахилгаан станцын гол хэсэг нь юу вэ? ( цөмийн реактор)

Сайн хийлээ. Залуус аа, одоо энэ асуудлыг илүү нарийвчлан авч үзье.

Түүхийн лавлагаа.

Игорь Васильевич Курчатов бол Зөвлөлтийн нэрт физикч, академич, 1943-1960 онд Атомын энергийн хүрээлэнг үүсгэн байгуулагч, анхны захирал, ЗХУ-ын атомын асуудлын шинжлэх ухааны ерөнхий захирал, цөмийн энергийг энхийн зорилгоор ашиглахыг үндэслэгчдийн нэг юм. . ЗХУ-ын ШУА-ийн академич (1943). Зөвлөлтийн анхны атомын бөмбөгийг 1949 онд туршсан. Дөрвөн жилийн дараа дэлхийн анхны устөрөгчийн бөмбөгийг амжилттай туршсан. Мөн 1949 онд Игорь Васильевич Курчатов атомын цахилгаан станцын төсөл дээр ажиллаж эхэлсэн. Атомын цахилгаан станц бол атомын энергийг энхийн зорилгоор ашиглахын тунхаг юм. Төсөл амжилттай хэрэгжсэн: 1954 оны 7-р сарын 27-нд манай атомын цахилгаан станц дэлхийд анхных болсон! Курчатов хүүхэд шиг баярлаж, хөгжилтэй байв!

Цөмийн реакторын тодорхойлолт.

Цөмийн реактор нь тодорхой хүнд цөмийн задралын хяналттай гинжин урвалыг явуулж, хадгалж байдаг төхөөрөмж юм.

Анхны цөмийн реакторыг 1942 онд АНУ-д Э.Фермигийн удирдлаган дор байгуулжээ. Манай улсад анхны реакторыг 1946 онд И.В.Курчатовын удирдлаган дор байгуулжээ.

Цөмийн реакторын үндсэн элементүүд нь:

• цөмийн түлш (уран 235, уран 238, плутони 239);
• нейтрон зохицуулагч (хүнд ус, бал чулуу гэх мэт);
• реакторын үйл ажиллагааны явцад үүссэн энергийг зайлуулах хөргөлтийн шингэн (ус, шингэн натри гэх мэт);
• Хяналтын саваа (бор, кадми) - өндөр шингээгч нейтрон
• Цацраг туяаг хаадаг хамгаалалтын бүрхүүл (төмрийн дүүргэгчтэй бетон).

Үйл ажиллагааны зарчим цөмийн реактор

Цөмийн түлш нь түлшний элементүүд (түлшний элементүүд) гэж нэрлэгддэг босоо саваа хэлбэрээр цөмд байрладаг. Түлшний саваа нь реакторын хүчийг зохицуулах зориулалттай.

Түлшний саваа бүрийн масс нь чухал массаас хамаагүй бага тул нэг саваагаар гинжин урвал үүсэх боломжгүй. Энэ нь бүх ураны саваа цөмд дүрэгдсэний дараа эхэлдэг.

Цөм нь нейтроныг тусгадаг бодисын давхарга (цацруулагч) болон нейтрон болон бусад хэсгүүдийг барьж байдаг хамгаалалтын бетон бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн байдаг.

Түлшний эсүүдээс дулааныг зайлуулах. Хөргөгч, ус, саваа угааж, өндөр даралтаар 300 ° С хүртэл халааж, дулаан солилцуур руу ордог.

Дулаан солилцуурын үүрэг нь 300 ° C хүртэл халсан ус нь энгийн усанд дулааныг өгч, уур болж хувирдаг.

Цөмийн урвалын хяналт

Реакторыг кадми эсвэл бор агуулсан саваа ашиглан удирддаг. Реакторын цөмөөс саваа сунгах үед K > 1, бүрэн татахад - K.< 1. Вдвигая стержни внутрь активной зоны, можно в любой момент времени приостановить развитие цепной реакции. Управление ядерными реакторами осуществляется дистанционно с помощью ЭВМ.

Удаан нейтрон реактор.

Уран-235 цөмийн хамгийн үр дүнтэй хуваагдал нь удаан нейтронуудын нөлөөн дор явагддаг. Ийм реакторыг удаан нейтрон реактор гэж нэрлэдэг. Хуваалтын урвалаар үүссэн хоёрдогч нейтронууд хурдан байдаг. Гинжин урвал дахь уран-235 цөмтэй дараагийн харилцан үйлчлэл нь хамгийн үр дүнтэй байхын тулд нейтроны кинетик энергийг бууруулдаг бодис болох зохицуулагчийг цөмд оруулах замаар удаашруулдаг.

Хурдан нейтрон реактор.

Хурдан нейтрон реакторууд байгалийн уран дээр ажиллах боломжгүй. Урвалыг зөвхөн 15% -иас багагүй ураны изотоп агуулсан баяжуулсан хольцоор хадгалах боломжтой. Хурдан нейтрон реакторуудын давуу тал нь тэдний үйл ажиллагаанаас ихээхэн хэмжээний плутони ялгаруулж, улмаар цөмийн түлш болгон ашиглах боломжтой байдаг.

Нэг төрлийн ба гетероген реакторууд.

Түлш ба зохицуулагчийн харьцангуй байршлаас хамааран цөмийн реакторууд нь нэгэн төрлийн ба гетероген гэж хуваагддаг. Нэг төрлийн реакторт цөм нь уусмал, хольц эсвэл хайлмал хэлбэрээр түлш, зохицуулагч, хөргөлтийн нэгэн төрлийн масс юм. Блок эсвэл түлшний угсралт хэлбэрээр түлшийг зохицуулагчд байрлуулж, дотор нь ердийн геометрийн тор үүсгэдэг реакторыг гетероген гэж нэрлэдэг.

Атомын цөмийн дотоод энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргах.

Цөмийн реактор нь дулааны цөмийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг атомын цахилгаан станцын (АЦС) гол элемент юм. Эрчим хүчний хувиргалт нь дараах схемийн дагуу явагдана.

• ураны цөмийн дотоод энерги -
• нейтрон ба цөмийн хэсгүүдийн кинетик энерги -
• усны дотоод энерги -
• уурын дотоод энерги -
• уурын кинетик энерги -
• турбины ротор ба генераторын роторын кинетик энерги -
• Цахилгаан эрчим хүч.

Цөмийн реактор ашиглах.

Зорилгоос хамааран цөмийн реакторууд нь эрчим хүчний реактор, хувиргагч ба үржүүлэгч, судалгааны болон олон зориулалттай, тээврийн болон үйлдвэрлэлийн зориулалттай байж болно.

Цөмийн эрчим хүчний реакторыг атомын цахилгаан станц, усан онгоцны цахилгаан станц, атомын хосолсон дулааны цахилгаан станц, цөмийн дулаан хангамжийн станцуудад цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Байгалийн уран, ториумаас хоёрдогч цөмийн түлш үйлдвэрлэх зориулалттай реакторуудыг хувиргагч буюу үржүүлэгч гэж нэрлэдэг. Хөрвүүлэгч реакторт хоёрдогч цөмийн түлш нь анх хэрэглэж байснаас бага үйлдвэрлэдэг.

Үржүүлэгч реакторт цөмийн түлшний өргөтгөсөн хуулбарыг хийдэг, өөрөөр хэлбэл. зарцуулснаас ч илүү болж байна.

Судалгааны реакторууд нь нейтроны бодистой харилцан үйлчлэх үйл явцыг судлах, нейтрон ба гамма цацрагийн эрчимтэй талбарт реакторын материалын зан төлөвийг судлах, радиохими, биологийн судалгаа, изотоп үйлдвэрлэх, цөмийн реакторын физикийн туршилтын судалгаанд ашиглагддаг.

Реакторууд нь өөр өөр чадалтай, суурин эсвэл импульсийн горимтой байдаг. Олон зориулалттай реакторууд нь эрчим хүч үйлдвэрлэх, цөмийн түлш үйлдвэрлэх зэрэг хэд хэдэн зорилготой байдаг.

Атомын цахилгаан станцуудын байгаль орчны гамшиг

• 1957 он - Их Британид болсон осол
• 1966 он - Детройт хотын ойролцоох реакторын хөргөлтийн доголдлын дараа цөм хэсэгчлэн хайлсан.
• 1971 он - АНУ-ын гол руу маш их бохирдсон ус урсав
• 1979 он - АНУ-ын хамгийн том осол
• 1982 он - агаар мандалд цацраг идэвхт уур гарав
• 1983 он - Канадад болсон аймшигт осол (цацраг идэвхт ус 20 минутын турш урссан - минутанд нэг тонн)
• 1986 он - Их Британид болсон осол
• 1986 он - Германд болсон осол
• 1986 он - Чернобылийн атомын цахилгаан станц
• 1988 он - Япон дахь атомын цахилгаан станцад гал гарсан

Орчин үеийн атомын цахилгаан станцууд нь PC-ээр тоноглогдсон байдаг боловч өмнө нь автомат унтрах систем байгаагүй тул ослын дараа ч реакторууд ажилласаар байв.

4. Материалыг засах.

1. Цөмийн реакторыг юу гэж нэрлэдэг вэ?
2. Реактор дахь цөмийн түлш гэж юу вэ?
3. Цөмийн реакторт ямар бодис нейтрон зохицуулагч болдог вэ?
4. Нейтрон зохицуулагчийн зорилго юу вэ?
5. Хяналтын савааг юунд ашигладаг вэ? Тэдгээрийг хэрхэн ашигладаг вэ?
6. Цөмийн реакторуудад хөргөлтийн бодис болгон юу ашигладаг вэ?
7. Яагаад ураны саваа бүрийн масс нь критик массаас бага байх шаардлагатай вэ?

5. Туршилтын гүйцэтгэл.

1. Ураны цөмийн задралд ямар хэсгүүд оролцдог вэ?
   A. протон;
   B. нейтрон;
   B. электронууд;
   G. гелийн цөм.
2. Ураны ямар масс чухал вэ?
   A. гинжин урвал явагдах боломжтой хамгийн их хэмжээ;
   B. аливаа масс;
   B. гинжин урвал явагдах боломжтой хамгийн бага;
   D. урвал зогсох масс.
3. Уран 235-ын ойролцоогоор критик масс хэд вэ?
   A. 9 кг;
   B. 20 кг;
   B. 50 кг;
   G. 90 кг.
4. Дараах бодисуудын алийг нь цөмийн реакторт нейтрон зохицуулагч болгон ашиглаж болох вэ?
   A. бал чулуу;
   B. кадми;
   B. хүнд ус;
   Г.бор.
5. Атомын цахилгаан станцад цөмийн гинжин урвал явагдахын тулд нейтрон үржүүлэх хүчин зүйл нь:
   A. 1-тэй тэнцүү;
   B. 1-ээс дээш;
   V. 1-ээс бага.
6. Цөмийн реактор дахь хүнд атомын цөмийн задралын хурдыг дараахь байдлаар хянадаг.
   А. Шингээгчтэй саваа буулгах үед нейтроныг шингээж авснаас;
   B. хөргөлтийн шингэний хурд нэмэгдэхийн хэрээр дулаан ялгаруулалт ихэссэнтэй холбоотой;
   B. хэрэглэгчдийн цахилгаан эрчим хүчний хангамжийг нэмэгдүүлэх замаар;
   Түлшний хамт савааг салгахад цөм дэх цөмийн түлшний массыг багасгах замаар Г.
7. Цөмийн реакторт ямар энергийн хувирал үүсдэг вэ?
   A. атомын цөмийн дотоод энерги гэрлийн энерги болж хувирдаг;
   B. атомын цөмийн дотоод энерги нь механик энерги болж хувирдаг;
   B. атомын цөмийн дотоод энерги нь цахилгаан энерги болж хувирдаг;
   D. хариултуудын аль нь ч зөв биш.
8. 1946 онд ЗХУ-д анхны цөмийн реактор баригдсан. Энэ төслийн удирдагч хэн байсан бэ?
   A. S. Королев;
   B. I. Курчатов;
   В.Д. Сахаров;
   Г.А.Прохоров.
9. Атомын цахилгаан станцуудын найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэх, гадаад орчны бохирдлоос урьдчилан сэргийлэх ямар арга замыг хамгийн тохиромжтой гэж та үзэж байна вэ?
   A. операторын хүсэл зоригоос үл хамааран реакторын цөмийг автоматаар хөргөх чадвартай реакторуудыг хөгжүүлэх;
   B. АЦС-ын ашиглалтын мэдлэг, АЦС-ын операторуудын мэргэжлийн бэлэн байдлын түвшинг нэмэгдүүлэх;
   B. атомын цахилгаан станцуудыг татан буулгах, цацраг идэвхт хаягдлыг боловсруулах өндөр үр ашигтай технологийг хөгжүүлэх;
   D. газрын гүн дэх реакторуудын байршил;
   Атомын цахилгаан станц барих, ашиглахаас татгалзах D.
10. Атомын цахилгаан станцуудын үйл ажиллагаа байгаль орчныг бохирдуулах ямар эх үүсвэртэй холбоотой вэ?
    А. ураны үйлдвэрлэл;
    B. төрөл бүрийн цөмийн реакторууд;
    B. радиохимийн үйлдвэр;
    D. цацраг идэвхт хог хаягдлыг боловсруулах, булшлах талбай;
    D. үндэсний эдийн засагт радионуклид ашиглах;
    E. цөмийн дэлбэрэлт.

Хариултууд: 1 B; 2 В; 3 В; 4 A, B; 5 А; 6 A; 7 В;. 8 B; 9 B.V; 10 A, B, C, D, E.

6. Хичээлийн хураангуй.

Та өнөөдөр ангидаа ямар шинэ зүйл сурсан бэ?

Хичээл танд юу таалагдсан бэ?

Танд ямар асуулт байна вэ?

ХИЧЭЭЛЭЭ АЖИЛЛАСАН ТАНД БАЯРЛАЛАА!

Хүнд цөмийн задралын нейтроны цөмийн урвал нь цөмийн реакторуудын гол ба төв урвал юм. Тиймээс хамгийн нарийн төвөгтэй техникийн цогцолборын амьдрал, өдөр тутмын амьдралд ямар нэгэн байдлаар ул мөр үлдээдэг задралын урвалын физик ойлголт, түүний шинж чанаруудтай анхнаасаа танилцах нь утга учиртай юм. Цөмийн цахилгаан станц гэж нэрлэдэг.

Уран-235 цөмийн задралын талаархи ойлголтыг визуал зураг дээр 2.6-р зурагт үзүүлэв.

Массын нейтроны цөм А Өдөөгдсөн нийлмэл цөм Задрах хэсгүүд

Явах нейтронууд

Зураг 2.6. 235 U цөмийн задралын бүдүүвч дүрслэл.

Энэхүү диаграмм дээр үндэслэн задралын ерөнхий урвалын "тэгшитгэл" (энэ нь хатуу математик гэхээсээ илүү логик юм) дараах байдлаар бичиж болно.

235 U + 1 n  (236 U) *  (F 1)* + (F 2)* +  5. 1 n + a + b + c + E

- (F 1)* ба (F 2)* - бэлгэдлийн тэмдэглэгээ сэтгэл хөдөлсөнхуваагдлын хэсгүүд (цаашид (*) индекс нь тогтворгүй, өдөөгдсөн эсвэл цацраг идэвхт элементүүдийг илэрхийлнэ); фрагмент (F 1)* нь A 1 масстай ба Z 1 цэнэгтэй, фрагмент (F 2)* нь A 2 масстай, Z 2 цэнэгтэй;

-  5 . 1 n-ийг тодорхойлсон  Уран-235 цөмийн задрал бүрт дунджаар ялгардаг 5 хуваагдлын нейтрон;

- ,  ба  - -бөөмс, -бөөмс ба -квантууд, уран-235 цөмийн задралын нэг үйлдэлд ногдох дундаж тоо нь a, b ба c-тэй тэнцүү байна;

E нь задралын үед ялгарах энергийн дундаж хэмжээ юм.

Дахин нэг удаа онцлон тэмдэглэе: дээр бичсэн илэрхийлэл нь үгийн хатуу утгаараа тэгшитгэл биш юм; Харин энэ нь нейтрон хуваагдлын урвалын үндсэн шинж чанарыг тусгасан энгийн тэмдэглэгээний хэлбэр юм:

a) хуваагдлын хэсгүүд үүсэх;

б) задралын үед шинэ чөлөөт нейтрон үүсэх бөгөөд үүнийг бид цаашид товчхон нэрлэх болно задралын нейтронууд;

в) цөмийн реакторыг төлөвлөх, барих, ажиллуулахад анхаарах ёстой эерэг, ашигтай, сөрөг олон тооны гаж нөлөөг үүсгэдэг хуваагдлын хэсгүүдийн цацраг идэвхт байдал, энэ нь цаашид илүү тогтвортой формацид хувирахад хүргэдэг;

г) задралын үед энерги ялгарах нь задралын урвалын гол шинж чанар бөгөөд үүнийг үүсгэх боломжтой болгодог эрч хүчтэй цөмийн реактор.

Дээр дурдсан задралын урвалыг дагалддаг физик процесс бүр нь реакторт тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд өөрийн гэсэн практик шинж чанартай байдаг. утга учир. Тиймээс тэдэнтэй илүү дэлгэрэнгүй танилцацгаая.

2.2.1. Хагарлын хэсгүүд үүсэх.Цөмийн задралын нэг үйлдлийг тодорхой хэмжээгээр үзэгдэл гэж хэлж болно. Санамсаргүй 92 протон, 143 нейтроноос бүрдэх хүнд ураны цөм нь үндсэндээ янз бүрийн атомын масстай өөр тооны хэлтэрхийд хуваагдах чадвартай гэдгийг санаарай. Энэ тохиолдолд цөмийг 2, 3 ба түүнээс дээш хэсгүүдэд хуваах боломжийг үнэлэхэд магадлалын хэмжүүрээр хандаж болно. Өгөгдсөн мэдээллээс үзэхэд цөм хоёр хэлтэрхийд хуваагдах магадлал 98% -иас дээш байдаг тул задралын дийлэнх нь яг хоёр хэлтэрхий үүсэхээр төгсдөг.

Явах бүтээгдэхүүний спектроскопийн судалгаагаар өөр өөр атомын масстай 600 гаруй чанарын ялгаатай хуваагдлын хэсгүүдийг олж тогтоосон. Энд, олон тооны хуваагдалтай, илэрхий осол гарч, нэг нь шууд гарч ирэв ерөнхий загвардараах байдлаар товчхон илэрхийлж болно.

Тодорхой нуклидын массын хуваагдлын үед тодорхой атомын массын хэлтэрхий гарч ирэх магадлал нь энэхүү хуваагдмал нуклидын нарийн тодорхойлсон утгын шинж чанар юм.

Энэ хэмжээг ихэвчлэн нэрлэдэг тодорхой фрагментийн гарц , жижиг Грек үсгээр тэмдэглэсэн  би(гамма) дэд тэмдэгт - энэ хэсэг нь цөм болох химийн элементийн тэмдэг эсвэл изотопын тэмдэг.

Жишээлбэл, физик туршилтаар ксенон-135 (135 Xe) нь 235 U цөмийн мянган хуваагдал тутамд дунджаар гурван тохиолдолд гарч ирдэг болохыг тэмдэглэжээ. Энэ нь 135 Xe фрагментийн тодорхой ургац гэсэн үг юм

 Xe= 3/1000 = бүх хуваагдлын 0.003,

мөн 235 U цөмийн нэг задралын үйл явдалтай холбоотой утга нь  Xe = 0.003 = 0.3% - байна. задралын үр дүнд фрагмент үүсэх магадлал 135 хэхэ.

Янз бүрийн атомын массын хуваагдлын хэлтэрхий үүсэх хэв маягийн тодорхой үнэлгээг фрагментийн тодорхой гарцын муруйгаар өгсөн болно (Зураг 2.7).

10

70 80 90 100 110 120 130 140 150 A, a.m.u.

Цагаан будаа. 2.7. Төрөл бүрийн атомын массын хуваагдлын хэсгүүдийн тодорхой гарц

235 U (хатуу шугам) ба 239 Pu (тасархай шугам) цөмүүдийн хуваагдлын үед.

Эдгээр муруйнуудын шинж чанар нь дараахь дүгнэлтийг хийх боломжийг бидэнд олгодог.

a) Хуваалтын явцад үүссэн хэсгүүдийн атомын масс нь ихэнх тохиолдолд 70  165 аму-ийн хязгаарт оршдог. Хөнгөн ба хүнд хэсгүүдийн тодорхой гарц нь маш бага (10 -4% -иас хэтрэхгүй).

б) Цөмийн тэгш хэмтэй хуваагдал (өөрөөр хэлбэл ижил масстай хоёр хэлтэрхийд хуваагдах) нь маш ховор тохиолддог: тэдгээрийн өвөрмөц гарц нь уран-235 цөмд 0.01%, плутони-239 цөмд 0.04% -иас хэтрэхгүй байна.

в) Ихэнхдээ үүсдэг уушиг 83  104 аму дотор массын тоо бүхий хэлтэрхийнүүд. Тэгээд хүндхэлтэрхийнүүд A = 128  149 a.m.u. (тэдний тодорхой ургац 1% ба түүнээс дээш).

г) Дулааны нейтроны нөлөөн дор 239 Pu-ийн хуваагдал нь хэд хэдэн үүсэхэд хүргэдэг. илүү хүнд 235 U хуваагдлын фрагментуудтай харьцуулахад хэлтэрхий.

*) Ирээдүйд реакторын кинетик ба түүний хордлого, шааржилтын үйл явцыг судлахдаа бид олон хуваагдлын хэсгүүдийн тодорхой гарцын утгыг нэгээс олон удаа тодорхойлох шаардлагатай болно. реакторын цөм дэх физик процессууд.

Энэ утгын тав тухтай байдал нь задралын урвалын хурдыг (нэгж хугацаанд түлшний найрлагын нэгж эзэлхүүн дэх хуваагдлын тоо) мэдэж байх үед хуримтлагдах аливаа хуваагдлын хэсгүүд үүсэх хурдыг тооцоолоход хялбар байдаг. реактор дахь ямар нэгэн байдлаар түүний үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг.

i-р фрагментийн үүсэх хурд =  би  (хуваагдах урвалын хурд)

Мөн хуваагдлын хэсгүүд үүсэхтэй холбоотой өөр нэг тэмдэглэл. Хагарлын үед үүссэн хуваагдлын хэсгүүд нь өндөр кинетик энерги.Түлшний найрлага дахь атомуудтай мөргөлдөх үед тэдгээрийн кинетик энергийг шилжүүлснээр хуваагдлын хэсгүүд үүсдэг. атом ба молекулын кинетик энергийн дундаж түвшинг нэмэгдүүлэх;Энэ нь кинетик онолын үзэл баримтлалын дагуу бидний хувьд ойлгогддог температурын өсөлттүлшний найрлага эсвэл яаж дотор нь дулаан үүсэх.

Реактор дахь дулааны ихэнх хэсэг нь ийм байдлаар үүсдэг.

Энэ нь цөмийн эрчим хүчний реакторын үйл ажиллагааны явцад хэлтэрхий үүсэх тодорхой эерэг үүрэг юм.

2.2.2. Явах нейтроны үйлдвэрлэл.Хүнд цөмийн задралын үйл явцыг дагалддаг физикийн гол үзэгдэл нь өдөөгдсөн хуваагдлын хэсгүүдээр хоёрдогч хурдан нейтрон ялгарах;өөрөөр дуудсан шуурхай нейтронуудэсвэл задралын нейтронууд.

Энэ үзэгдлийн ач холбогдол (Ф. Жолио-Кюри болон түүний хамтрагчид нээсэн - Албано ба Коварски - 1939 онд) үгүйсгэх аргагүй юм. үүний ачаар хүнд цөмүүдийн хуваагдлын үед хуваагдлыг үүсгэсэн шинэ чөлөөт нейтронууд гарч ирдэг; Эдгээр шинэ нейтронууд нь түлшний бусад задрах цөмүүдтэй харилцан үйлчилж, тэдгээрийг задлахад хүргэдэг бөгөөд дараа нь шинэ задралын нейтронууд ялгарах гэх мэт.Өөрөөр хэлбэл, хуваагдлын нейтрон үүссэний улмаас энэ нь боломжтой болно зохион байгуулах Гадаад эх үүсвэрээс түлш агуулсан орчинд чөлөөт нейтрон нийлүүлэхгүйгээр цаг хугацааны хувьд жигд явагдах хуваагдлын үйл явц. Ийм хүргэлтэд энгийнээр хэлэхэд, хэрэгцээгүйЦөмийн задралын "хэрэгсэл" олдсон л бол энд, яг энэ орчинд, хуваагдмал цөмд холбогдсон төлөвт; Холбогдсон нейтронуудыг "үйлдвэрлэх" тулд тэдгээрийг зөвхөн чөлөөтэй болгох хэрэгтэй, өөрөөр хэлбэл цөмийг хэсгүүдэд хуваах ёстой бөгөөд дараа нь хэлтэрхийнүүд өөрсдөө бүх зүйлийг дуусгах болно: тэдний сэтгэл хөдөлсөн байдлаас болж тэд "нэмэлт" ялгаруулна. ” нейтроныг найрлагаас нь ялгаж, тэдгээрийн тогтвортой байдалд саад учруулж байгаа бөгөөд энэ нь нийлмэл цөм өдөөгдсөн төлөвт байх хугацааны дарааллаар 10 -15 - 10 -13 секундын дарааллаар тохиолдох болно. Энэ давхцал нь задралын нейтронууд гарч ирдэг гэсэн санааг төрүүлсэн задрал дууссаны дараа нейтроноор хэт ханасан өдөөгдөх хуваагдлын хэсгүүдээс биш, харин цөмийн хуваагдал үүсэх тэр богино хугацаанд шууд.Энэ нь тийм биш юм дараахуваах үйлдэл, ба үеэрцөмийг устгахтай зэрэгцэн энэ үйлдэл. Үүнтэй ижил шалтгаанаар эдгээр нейтроныг ихэвчлэн нэрлэдэг шуурхай нейтронууд.

Төрөл бүрийн атомын массын тогтвортой цөм дэх протон ба нейтроны боломжит хослолуудын дүн шинжилгээ (тогтвортой цөмийн диаграммыг санаарай) болон тэдгээрийг задралын бүтээгдэхүүний чанарын найрлагатай харьцуулах нь харуулж байна. үүсэх магадлалтогтвортой Хагарлын үед маш цөөхөн хэлтэрхий байдаг.Энэ нь хэлтэрхийний дийлэнх нь төрсөн гэсэн үг юм тогтворгүймөн тогтвортой байдлын үүднээс нэг, хоёр, гурав, түүнээс ч олон "нэмэлт" хуваагдлын нейтрон ялгаруулж чаддаг бөгөөд тодорхой өдөөгдсөн фрагмент бүр ялгарах ёстой нь ойлгомжтой. өөрийн, хатуу тодорхойлсон,түүний тогтвортой байдлын хувьд хуваагдлын нейтроны тоо "нэмэлт".

Гэхдээ олон тооны хуваагдал бүхий фрагмент бүр нь нарийн тодорхойлогдсон тодорхой гарцтай байдаг тул тодорхой тооны задралын үед үүссэн төрөл бүрийн хуваагдлын хэсгүүдийн тоо тодорхой байх болно, улмаар ялгарах хуваагдлын нейтроны тоо тодорхой болно. төрөл бүрийн хэлтэрхий нь бас тодорхой байх болно, Энэ нь тэдний нийт тоо нь бас тодорхой байх болно гэсэн үг юм. Явах явцад үүссэн нийт нейтроны тоог тэдгээрийн үүссэн задралын тоонд хуваавал бид авах ёстой. нэг задралын үед ялгарах хуваагдлын нейтроны дундаж тоо, энэ нь дээр дурдсан үндэслэлд үндэслэн мөн хатуу тодорхойлсон байх ёстой ба хуваагдмал нуклидын төрөл тус бүрийн хувьд тогтмол.Энэ нь хуваагдмал нуклидын физик тогтмолыг тодорхойлсон  .

1998 оны мэдээллээр (энэ тогтмолын утгыг дэлхий даяар хийсэн физик туршилтын шинжилгээний үр дүнд үндэслэн үе үе шинэчилдэг) дулааны нейтроны нөлөөн дор хуваагдах үед

Уран-235-ын хувьд  5 = 2.416,

Плутони-239-ийн хувьд  9 = 2.862,

Плутони-241-ийн хувьд  1 = 2.938 гэх мэт.

Сүүлийн тайлбар нь ашигтай: тогтмол -ийн утга Энэ нь хуваагдлыг үүсгэдэг нейтронуудын кинетик энергийн хэмжээнээс ихээхэн хамаардаг ба сүүлийнх нь нэмэгдэх тусам E-тэй шууд пропорциональ нэмэгддэг.

Хамгийн чухал хоёр хуваагддаг нуклидын хувьд (E)-ийн ойролцоо хамаарлыг эмпирик илэрхийллээр дүрсэлсэн болно.

Уран-235-ын хувьд  5 (Д) = 2.416 + 0.1337 Э;

Плутони-239-ийн хувьд  9 (Д) = 2.862 + 0.1357 Э.

*) Нейтроны энерги Е нь [MeV]-д орлоно.

Тиймээс эдгээр эмпирик томъёогоор тооцоолсон  тогтмолын утга нь өөр өөр нейтроны энергийн үед дараах утгуудад хүрч болно.

Тиймээс тодорхой хуваагддаг нуклидын задралын үед ялгарах хуваагдлын нейтронуудын анхны шинж чанар нь төрөлхийн шинж чанар юм. задралын үед үүссэн хуваагдлын нейтроны дундаж тоо .

Энэ нь бүх задралын цөмийн хувьд баримт юм  > 1, боломжийн урьдчилсан нөхцөлийг бүрдүүлдэг гинж нейтрон хуваагдах урвал. хэрэгжүүлэх нь ойлгомжтой өөрийгөө тэтгэх задралын гинжин урвалтийм нөхцөлийг бүрдүүлэх шаардлагатай нэгзадралын үйл явцад олж авсан  нейтроноос гарцаагүй дуудсанөөр цөмийн дараагийн хуваагдал, ба амрах ( - 1) ямар нэгэн байдлаар нейтрон цөмийн задралын процессоос хасагдсан.Үгүй бол хуваагдлын эрч хүч цаг хугацааны явцад нуранги шиг нэмэгдэх болно (энэ нь атомын бөмбөг).

Тогтмол утга нь одоо мэдэгдэж байгаа тул  задрал үүсгэгч нейтроны энерги нэмэгдэх тусам ямар кинетик энергитэй гэсэн логик асуулт гарч ирнэ. төрсөнзадралын нейтронууд?

Энэ асуултын хариултыг нейтроны хуваагдлын хоёр дахь шинж чанар гэж нэрлэдэг задралын нейтронуудын энергийн спектрба хуваагдлын нейтронуудын кинетик энерги дээр тархалтын функцийг төлөөлдөг.

Хэрэв тухайн орчны нэгжийн эзэлхүүн (1 см 3) -д цаг хугацааны зарим үед гарч ирвэл nбүх боломжит энергийн хуваагдлын нейтронууд, тэгвэл хэвийн энергийн спектрнь E энергийн хэмжээний функц бөгөөд E-ийн аль нэг тодорхой утгын утгыг харуулдаг Эдгээр бүх нейтронуудын аль хэсэг (хувь хувь) нь энергийн ойролцоо dE энгийн интервалын энергитэй нейтронууд вэ? E. Өөрөөр хэлбэл, бид илэрхийллийн тухай ярьж байна

Явах нейтронуудын энергийн хуваарилалтыг маш нарийн тодорхойлсон байдаг Ваттын спектрийн функц(Ватт):

n(Э) = 0.4839
, (2.2.2)

график дүрслэл нь Зураг 2.8. дараагийн хуудсан дээр.

Ваттын спектрээс харахад задралын нейтронууд нь маш өргөн хүрээг хамардаг маш өөр энергитэй байдаг. Ихэнх нейтронууд анхны энергитэй байдаг,тэнцүү Э nv = 0.7104 МэВ, Ваттын спектрийн функцын хамгийн их хэмжээтэй тохирч байна. Утга нь энэ утга юм задралын нейтроны хамгийн их магадлалтай энерги.

Явах нейтронуудын энергийн спектрийг тодорхойлдог өөр нэг хэмжигдэхүүн юм задралын нейтроны дундаж энерги , өөрөөр хэлбэл, бүх хуваагдлын нейтронуудын нийт бодит энергийг хооронд нь тэнцүү хуваасан тохиолдолд хуваагдах нейтрон тус бүрийн энергийн хэмжээ:

E av =  E n(E) dE /  n(E) dE (2.2.3)

(2.2.2) илэрхийллийг (2.2.3)-д орлуулснаар хуваагдлын нейтроны дундаж энергийн утгыг гаргана.

Э Лхагва = 2.0 МэВ

Мөн энэ нь тийм гэсэн үг юм бараг бүх зүйлзадралын нейтронууд үүсдэг хурдан(өөрөөр хэлбэл энергитэй Э > 0.1 МэВ). Гэвч харьцангуй өндөр кинетик энергитэй цөөхөн хурдан нейтрон үүсдэг (1% -иас бага), гэхдээ мэдэгдэхүйц тооны хуваагдлын нейтронууд 18-20 хүртэл энергитэй байдаг. МэВ.

0 1 2 3 4 5 E, MeV

Зураг.2.8. Явах нейтронуудын энергийн спектр нь Ваттын спектр юм.

Янз бүрийн хуваагдмал нуклидын хуваагдлын нейтроны спектр нь бие биенээсээ ялгаатай бага зэрэг. Бидний хамгийн түрүүнд сонирхож буй 235 U ба 239 Pu нуклидын хувьд хуваагдлын нейтронуудын дундаж энергийн утгыг (физик туршилтын үр дүнд үндэслэн зассан) гэж үзье.

E av = 1.935 MeV - 235 U ба E av = 2.00 MeV - 239 Pu хувьд.

Явах нейтроны спектрийн дундаж энергийн утга хуваагдлыг үүсгэдэг нейтроны энерги ихсэх тусам нэмэгддэг боловч энэ өсөлт нь ач холбогдолгүй юм(дор хаяж 10 - 12 МэВ-ийн хүрээнд). Энэ нь бидэнд үүнийг үл тоомсорлож, хуваагдлын нейтронуудын энергийн спектрийг ойролцоогоор тооцоолох боломжийг олгодог Төрөл бүрийн цөмийн түлш болон өөр өөр спектрийн (хурдан, завсрын болон дулааны) реакторуудад жигд.

Уран-238-ын хувьд задралын босго шинж чанараас үл хамааран хуваагдлын нейтроны спектр нь илэрхийлэлтэй бараг давхцдаг.(2.2.2) ба задралын нейтроны дундаж тооны хамаарал  8 задрал үүсгэгч нейтроны энергиээс - мөн практик шугаманбосго хэмжээнээс дээш энергид ( Э П = 1.1 МэВ):

 8 (Д) = 2.409 + 0.1389Э. (2.2.4)

2.2.3. Хагарлын хэсгүүдийн цацраг идэвхт байдал.Масс болон протоны цэнэгээрээ ялгаатай 600 орчим төрлийн хуваагдлын хэлтэрхийнүүд тогтоогдсон гэж аль хэдийн хэлсэн. Бүгд тэд төрсөнмаш их баяртай .

Тэд ихээхэн сэтгэл хөдөлгөм, тээж байгаа тул асуудал улам төвөгтэй болж байна дараа задралын нейтроны ялгаруулалт. Тиймээс тэд тогтвортой байдлын байгалийн хүслээр энэ түвшинд хүрэх хүртлээ илүүдэл энергийг үндсэн төлөвөөс дээш "асгасаар" байна.

Энэ ялгадас нь бүх төрлийн цацраг идэвхт цацрагийн хэсгүүдийг (альфа, бета, гамма цацраг) дараалан ялгаруулах замаар явагддаг бөгөөд өөр өөр хэсгүүдийн хувьд янз бүрийн дарааллаар янз бүрийн цацраг идэвхт задрал явагддаг (үнэгийн зөрүүгээс шалтгаалан) задралын тогтмолуудын ) цаг хугацааны хувьд янз бүрийн хэмжээгээр сунадаг.

Ийнхүү ажиллаж байгаа цөмийн реакторт зөвхөн процесс хадгаламжцацраг идэвхт хэлтэрхий, гэхдээ бас тэдний тасралтгүй үйл явц хувиргалт: их тоо мэдэгдэж байна гинждараалсан өөрчлөлтүүд нь эцэстээ тогтвортой цөм үүсэхэд хүргэдэг боловч эдгээр бүх үйл явц нь өөр өөр цаг хугацаа шаарддаг, зарим гинжний хувьд маш богино, бусад нь нэлээд урт байдаг.

Тиймээс цацраг идэвхт цацраг нь зөвхөн задралын урвалыг дагалддаггүй ажиллаж байнареактор, гэхдээ бас унтарсны дараа удаан хугацааны туршид түлшээр ялгардаг.

Энэ хүчин зүйл нь нэгдүгээрт, бие махбодийн аюулын онцгой төрөл болох аюулыг бий болгодог боловсон хүчний өртөлт,реакторын угсралтын засвар үйлчилгээ, товчхондоо цацрагийн аюул. Энэ нь реакторын үйлдвэрийн зохион бүтээгчдийг хүрээлэн буй орчныг нь хангахад хүргэдэг. биологийн хамгаалалт,хүрээлэн буй орчноос тусгаарлагдсан өрөөнд байрлуулж, хүмүүст аюултай өртөх, хүрээлэн буй орчны цацраг идэвхт бодисоор бохирдох боломжийг арилгах хэд хэдэн арга хэмжээ авах.

Хоёрдугаарт, реактор унтарсны дараа бүх төрлийн цацраг идэвхт цацраг нь эрчим нь буурч байгаа ч цөмийн материалуудтай харилцан үйлчлэлцсээр байх ба задралын хэлтэрхийнүүд өөрсдөө чөлөөт оршин тогтнох эхний үеийнхээ нэгэн адил кинетик энергийг шилжүүлдэг. үндсэн орчны атомууд, тэдний дундаж кинетик энергийг нэмэгдүүлэх.Тэр бол унтарсны дараа реакторт задралын дулаан .

Унтраах үед реактор дахь үлдэгдэл дулаан ялгаруулах хүч нь тухайн үед реакторын үйл ажиллагааны явцад хуримтлагдсан хэсгүүдийн тоотой шууд пропорциональ байдаг бөгөөд түүний бууралтын хурд нь дараа нь тодорхойлогддог гэдгийг ойлгоход хялбар байдаг. Эдгээр хэсгүүдийн хагас задралын хугацаа. Хэлсэн зүйлээс өөр нэг зүйл гарч ирэв сөрөгзадралын хэсгүүдийн цацраг идэвхт байдлын хүчин зүйл - хэрэгцээурт хугацааныхөргөх унтарсны дараа реакторын голүлдэгдэл дулааныг арилгахын тулд энэ нь цахилгаан эрчим хүчний ихээхэн хэрэглээ, эргэлтийн төхөөрөмжийн моторын ашиглалтын хугацаатай холбоотой юм.

Тиймээс реактор дахь задралын үед цацраг идэвхт хэсгүүд үүсэх нь гол төлөв үзэгдэл юм. сөрөг, гэхдээ... үүл болгонд мөнгөн бүрхүүл бий!

Мөн задралын хэсгүүдийн цацраг идэвхт өөрчлөлтийг харж болно эерэгтал нь цөмийн реакторууд шууд утгаараа тэдний оршин тогтнох өртэй . Маш олон төрлийн хуваагдлын хэсгүүдээс эхний  задралын дараа 60 орчим төрөл байдаг. нейтроактив , ялгаруулах чадвартай гэж нэрлэгддэг хоцрогдолтойнейтрон. Реакторт харьцангуй цөөхөн удаашруулсан нейтрон ялгардаг (үйлдвэрлэсэн нейтроны нийт тооны ойролцоогоор 0.6%), гэхдээ энэ нь тэдний оршин тогтнохын ачаар боломжтой юм. аюулгүй менежмент цөмийн реактор; Цөмийн реакторын кинетикийг судлахдаа бид үүнд итгэлтэй байх болно.

2.2.4. Хуваалтын үед энерги ялгарах.Физик дэх цөмийн задралын урвал нь масс ба энергийн хамаарлын тухай А.Эйнштейний таамаглалыг тодорхой баталсны нэг бөгөөд цөмийн задралтай холбоотойгоор дараах байдлаар томьёолжээ.

Цөмийн задралын үед ялгарах энергийн хэмжээ нь массын согогийн хэмжээтэй шууд пропорциональ бөгөөд энэ хамаарал дахь пропорциональ байдлын коэффициент нь гэрлийн хурдны квадрат юм.

E=  ms 2

Цөмийн задралын үед массын илүүдэл (гажиг) нь задралын урвалын анхны бүтээгдэхүүнүүд (жишээ нь цөм ба нейтрон) болон цөмийн задралын үр дүнд бий болсон бүтээгдэхүүний (хуваалтын хэсгүүд, хуваагдал) үлдсэн массын нийлбэрийн зөрүү гэж тодорхойлогддог. задралын явцад болон түүний дараа ялгардаг нейтрон болон бусад бичил хэсгүүд).

Спектроскопийн шинжилгээ нь задралын ихэнх бүтээгдэхүүн, тэдгээрийн тодорхой гарцыг тодорхойлох боломжтой болсон. Үүний үндсэн дээр тооцоолоход тийм ч хэцүү биш болсон хувийнУран-235 цөмийн задралын янз бүрийн үр дүнгийн массын согогийн хэмжээ, тэдгээрийн дагуу тооцоолно. нэг задралд ялгарах энергийн дундаж хэмжээ нь ойролцоо болсон байна

mc 2 = 200 МэВ

Энэ утгыг хамгийн эндотермикийн үйл ажиллагааны явцад ялгарсан энергитэй харьцуулах нь хангалттай юм химийнурвалууд - пуужингийн түлшний исэлдэлтийн урвал (утга нь 10 эВ-ээс бага) - бичил биетийн (атом, цөм) түвшинд 200 гэдгийг ойлгох. МэВ - маш өндөр энерги: энэ нь химийн урвалаас гаргаж авсан энергиэс дор хаяж найман удаа (100 сая дахин) их байна.

Янз бүрийн материалаар дамжин цөмийн хуваагдал үүссэн эзэлхүүнээс задралын энерги ялгардаг тээвэрлэгчид: задралын хэсгүүд, задралын нейтронууд, - ба - бөөмс, -квантууд, тэр ч байтугай нейтрино ба антинейтрино.

235 U ба 239 Pu бөөмүүдийн задралын үед материал тээвэрлэгчдийн хоорондох хуваагдлын энергийн хуваарилалтыг 2.1-р хүснэгтэд үзүүлэв.

Хүснэгт 2.1. Уран-235 ба плутони-239 цөмийн задралын энергийн хуваагдлын бүтээгдэхүүн хоорондын хуваарилалт.

Хуваалтын энерги зөөгч		Плутони-239
1. Хуваалтын хэсгүүдийн кинетик энерги
2. Явах нейтроны кинетик энерги
3. Агшин зуурын гамма квантуудын энерги
4. Ялалтын бүтээгдэхүүнээс -квантуудын энерги
5. -хэлбэрийн цацрагийн кинетик энерги
6. Антинейтрино энерги

Хуваалтын энергийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд дулаан болж хувирдаг нэгэн зэрэг биш.

Эхний гурван бүрэлдэхүүн хэсэг нь 0.1 секундээс бага хугацаанд дулаан болж хувирдаг (хуваах мөчөөс эхлэн тоолох) тул үүнийг нэрлэдэг. дулаан ялгаруулах шуурхай эх үүсвэрүүд.

Хугарлын бүтээгдэхүүний - ба -цацрагууд нь өдөөгдсөн хэсгүүдээр ялгардаг. хамгийн олон янзын хагас задралын хугацаа(хэрэв бид зөвхөн фрагментийг тооцвол секундын хэдэн хэсгээс хэдэн арван өдөр хүртэл. мэдэгдэхүйц тодорхой ургац), тиймээс дээр дурдсан үйл явц задралын дулаанЭнэ нь задралын бүтээгдэхүүнээс ялгарах цацраг идэвхт бодисоос үүдэлтэй бөгөөд реактор унтарснаас хойш хэдэн арван хоног үргэлжлэх боломжтой.

*) Маш бүдүүлэг тооцоогоор реактор унтарсны дараа үлдэгдэл дулаан ялгаруулах хүч эхний минутанд - 30-35% -иар буурдаг; реактор унтарсны эхний цагийн дараа энэ нь эрчим хүчний 30% орчим байна. реактор унтрахаас өмнө ажиллаж байсан бөгөөд эхний өдрийн зогсоолын дараа - ойролцоогоор 25 хувь. Ийм нөхцөлд реакторын албадан хөргөлтийг зогсоох нь эргэлзээгүй, учир нь Цөм дэх хөргөлтийн эргэлтийг богино хугацаанд зогсоох нь түлшний элементүүдийг дулаанаар устгах аюулд хүргэдэг. Зөвхөн реакторыг албадан хөргөсний дараа хэд хоногийн дараа, үлдэгдэл дулаан ялгаруулах хүч нь байгалийн конвекцийн улмаас зайлуулсан хөргөлтийн түвшин хүртэл буурахад л анхдагч хэлхээний эргэлтийг зогсоож болно.

Инженерийн хоёр дахь практик асуулт: реакторт хуваагдах энергийн хаана ямар хэсэг нь дулаан болж хувирдаг? - учир нь энэ нь янз бүрийн технологийн загвараар хийгдсэн янз бүрийн дотоод хэсгүүдээс дулааныг тэнцвэртэй зайлуулах ажлыг зохион байгуулах шаардлагатай байгаатай холбоотой юм.

Түлшний найрлага, задрах нуклид агуулсан , түлшний элементүүдийн (түлшний элементүүд) түлшний найрлагаас үүссэн хэсгүүдийг хөргөх шингэн рүү гаргахаас сэргийлдэг битүүмжилсэн бүрхүүлд агуулагддаг. Хэрэв ажиллаж байгаа реактор дахь хуваагдлын хэсгүүд түлшний элементүүдийг орхихгүй бол хэлтэрхий ба сул нэвтэрдэг  хэсгүүдийн кинетик энерги нь дулаан болж хувирдаг нь тодорхой байна. түлшний саваа дотор.

Явах нейтрон ба -цацрагийн энерги нь зөвхөн түлшний элементүүдийн дотор дулаан болж хувирдаг. хэсэгчлэн: нейтрон болон -цацрагын нэвтрэн орох чадвар татахТэдний анхны кинетик энергийн ихэнхийг төрсөн газраасаа авдаг.

Түлшний элементүүдийн задралын энерги ба түүний дулааны эзлэх хувь хэмжээг мэдэх нь маш чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь өөр нэг чухал шинж чанарыг тооцоолох боломжийг олгодог. түлшний саваа түлш дэх тодорхой эзэлхүүний дулаан ялгаруулах (q v).

Жишээлбэл, түлшний элементийн түлшний найрлагын 1 см 3-т 1 секундын дотор гэдгийг мэддэг бол Р е уран-235 цөмийн хуваагдал нь тодорхой байна: энэ нэгж эзэлхүүн дэх секунд тутамд үүссэн дулааны энергийн хэмжээ (= 1 см 3 түлшний дулааны хүч) нь тодорхой эзэлхүүний дулаан ялгаруулалт (эсвэл) юм. эрчим хүчний эрчим) түлш, энэ утга нь дараахтай тэнцүү байна:

q v = 0.9 .  Э . Р е (2.2.5)

Реакторын цөм дэх түлшний элементүүдээс гадуур дулаан хэлбэрээр хүлээн авсан хуваагдлын энергийн эзлэх хувь нь түүний төрөл, хийцээс хамаардаг бөгөөд хуваагдлын нийт энергийн (6  9)%-д багтдаг. (Жишээ нь, VVER-1000-ийн хувьд энэ үзүүлэлт ойролцоогоор 8.3%, RBMK-1000-ийн хувьд 7% орчим байна).

Ийнхүү нийт задралын энергийн үндсэн эзэлхүүн дэх нийт дулаан ялгаруулалтын эзлэх хувь 0.96  0.99, өөрөөр хэлбэл. техникийн нарийвчлалтайгаар нийт задралын энергитэй давхцдаг.

Тиймээс реакторын цөмийн өөр нэг техникийн шинж чанар:

- цөмийн энергийн дундаж эрчим(q v) az - цөмийн нэгж эзэлхүүнээс хүлээн авсан дулааны хүч:

(q v) az = (0.96-0.99)  Э . Р е   Э . Р е (2.2.6)

Эрчим хүч нь 1 МэВ SI системд энэ нь 1.602-тай тохирч байна. 10-13 Ж, дараа нь реакторын цөмийн энергийн эрчмийн утга:

(q v) az  3.204 . 10-11 Р е .

Тиймээс, хэрэв үндсэн эзэлхүүн дэх энергийн дундаж эрчим хүчний утгыг мэддэг бол реакторын дулааны хүчбайх нь тодорхой:

Q х= (q v) az. В аз 3.204. 10–11 . Р е . В аз [В] (2.2.7)

Реакторын дулааны хүч нь шууд пропорциональ байна дундаж хурд

түүний цөм дэх хуваагдлын урвалууд.

Практик үр дагавар : Та реакторыг ажиллуулахыг хүсч байна уу?тогтмол эрчим хүчний түвшин? -Идэвхтэй бүсэд хуваагдах урвал явагдах нөхцлийг бүрдүүл цаг хугацааны хувьд тогтмол дундаж хурдтай.Та реакторын хүчийг нэмэгдүүлэх (бууруулах) шаардлагатай юу? - Үүний дагуу урвалын хурдыг нэмэгдүүлэх (эсвэл багасгах) арга замыг хайж олохде ления.Энэ нь цөмийн реакторын хүчийг хянах үндсэн утга учир юм.

Реактор дахь түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг нь нэг уран-235 байх үед л авч үзсэн харилцаа холбоо, дүгнэлт нь хамгийн энгийн тохиолдолд л тодорхой харагдаж байна. Гэсэн хэдий ч реакторын үндэслэлийг давтаж байна олон бүрэлдэхүүн хэсэгТүлшний найрлагад хуваагдах урвалын дундаж хурд ба реакторын дулааны хүчин чадлын пропорциональ байдлыг хамгийн ерөнхий тохиолдолд шалгахад хялбар байдаг.

Ийнхүү реакторын дулааны хүч ба түүний гол хэсэгт дулааны хуваарилалтреакторын цөмийн түлшний найрлагын эзэлхүүн дэх хуваагдлын урвалын хурдны тархалттай шууд пропорциональ байна.

Гэхдээ хэлсэн зүйлээс харахад хуваагдлын урвалын хурд нь тодорхой байна үндсэн орчны чөлөөт нейтроны тоотой холбоотой байх ёстойУчир нь тэдгээр нь (чөлөөт нейтронууд) нь задралын урвал, цацрагийг барьж авах, тараах болон бусад нейтроны урвалыг үүсгэдэг. Өөрөөр хэлбэл, задралын урвалын хурд, цөм дэх энерги ялгарах, реакторын дулааны хүчин чадал нь тодорхой хамааралтай байх ёстой. нейтроны талбайн шинж чанарэзлэхүүндээ.

Асар их хэмжээний энерги авах боломжтой болсон хяналтгүй гинжин урвал явагдсаны дараа эрдэмтэд хяналттай гинжин урвалыг хэрэгжүүлэх зорилт тавьжээ. Хяналттай гинжин урвалын мөн чанар нь нейтроныг хянах чадварт оршдог. Энэ зарчмыг атомын цахилгаан станцуудад (АЦС) амжилттай хэрэгжүүлсэн.

Ураны цөмийн задралын энергийг атомын цахилгаан станцуудад (АЦС) ашигладаг. Ураны задрах процесс нь маш аюултай. Тиймээс цөмийн реакторууд нь нягт хамгаалалтын бүрхүүлээр хүрээлэгдсэн байдаг. Нийтлэг төрлийн реактор бол даралтат ус юм.

Хөргөгч нь ус юм. Хүйтэн ус нь маш өндөр даралтын дор реактор руу ордог бөгөөд энэ нь буцалгахаас сэргийлдэг.

Реакторын цөмөөр дамжин өнгөрч буй хүйтэн ус нь зохицуулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг - хурдан нейтроныг удаашруулж, ураны цөмд хүрч, гинжин урвал үүсгэдэг.

Цөмийн түлш (уран) нь түлшний угсралтын саваа хэлбэрээр цөмд байрладаг. Угсармал дахь түлшний саваа нь хурдан нейтроныг шингээх замаар цөмийн задралын хурдыг зохицуулдаг хяналтын саваагаар солигддог.

Хугаралт нь их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Халаасан ус нь 300?С-ийн температуртай даралтын дор цөмийг орхиж, генератор, турбин байрладаг цахилгаан станцад ордог.

Реакторын халуун ус нь хоёрдогч хэлхээний усыг буцалгаад халаана. Уур нь турбины ир рүү чиглэж, түүнийг эргүүлнэ. Эргэдэг босоо ам нь эрчим хүчийг генератор руу шилжүүлдэг. Генераторт механик эргэлтийн энерги нь цахилгаан энерги болж хувирдаг. Уур нь хөргөж, ус нь реактор руу буцаж ирдэг.

Эдгээр нарийн төвөгтэй үйл явцын үр дүнд атомын цахилгаан станц нь цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг.

Таны харж байгаагаар хуваагдмал изотоп нь реакторын цөмд байрлах түлшний саваа дотор байрладаг бөгөөд чухал массыг үүсгэдэг. Цөмийн урвалыг бор эсвэл кадмигаар хийсэн хяналтын саваа ашиглан удирддаг. Түлшний саваа шиг хяналтын саваа нь реакторын цөмд байрладаг бөгөөд ус шингээх хөвөн шиг нейтрон дээр ажиллаж, тэдгээрийг шингээдэг. АЦС-ын оператор нь реакторын цөм дэх хяналтын саваа тоог тохируулах замаар цөмийн процессын хурдыг хянадаг: тэр реакторын цөмд хяналтын савааг буулгах замаар үүнийг удаашруулдаг; эсвэл савааг өргөх замаар хурдасгадаг.

Бүх зүйл гайхалтай юм шиг санагдаж байна - цөмийн эрчим хүч бол өндөр технологийн шавхагдашгүй эрчим хүчний эх үүсвэр бөгөөд энэ бол ирээдүй юм. 1986 оны 8-р сарын 26 хүртэл хүмүүс ингэж бодож байсан. Чернобылийн АЦС-ын дөрөв дэх блокийн осол бүх зүйлийг орвонгоор нь эргүүлсэн - "энх тайван" атом үл тоомсорловол тийм ч амар амгалан биш болж хувирав.

Энэ талаар нэлээд олон материал бичсэн. Энд гамшгийн квинтэссенцийг (өтгөрүүлсэн мөн чанарыг) өгөх болно.

Чернобылийн АЦС-ын 4-р цахилгаан станцын ослын гол шалтгаанууд:

1. Турбогенераторын эвдрэл дээр технологийн туршилт хийх хангалттай сайн бодоогүй хөтөлбөр;
2. Цөм дэх реактив байдлын нөөцийн талаархи хяналтын системд үйл ажиллагааны мэдээлэл дутмаг байсан нь чухал үүрэг гүйцэтгэсэн RBMK цөмийн реакторыг бүтээгчдийн буруу тооцоо;
3. Туршилт хийсэн АЦС-ын ажилтнуудын "эрх чөлөө" нь хийгдэж буй ажлын дүрэм журмаас хазайхыг зөвшөөрсөн.

Энэ бүхэн нийлээд сүйрэлд хүргэсэн. Чернобылийн үйл явдлыг судалж буй мэргэжилтнүүдийн дунд ийм томъёолол байсан. "Операторууд нэгжийг дэлбэлж чадсан бөгөөд реактор үүнийг хийхийг зөвшөөрсөн". Чернобылийн гэм буруугийн нэг хэсэг нь бараг бүх хүмүүст, мөн хялбаршуулсан загвар ашиглан тооцоо хийдэг физикчид, давхаргыг хайхрамжгүй гагнаж байгаа суурилуулагч, ажлын дүрэм журмыг үл тоомсорлож буй операторуудад хамаатай.

Чернобылийн ослын анатоми товчхондоо

1. Реакторын хүчийг маш бага хэмжээнд (нэрлэсэн утгын ойролцоогоор 1%) хүртэл бууруулахыг зөвшөөрсөн. Энэ нь реакторын хувьд "муу" юм, учир нь энэ нь "иодын нүх" рүү унаж, реакторын ксеноны хордлого эхэлдэг. "Хэвийн" аргын дагуу реакторыг хаах шаардлагатай байсан боловч энэ тохиолдолд турбины эвдрэлийн туршилт хийгдээгүй бөгөөд үүнээс үүдэлтэй бүх захиргааны үр дагавар гарах болно. Үүний үр дүнд Чернобылийн АЦС-ын ажилтнууд реакторын хүчийг нэмэгдүүлж, туршилтаа үргэлжлүүлэхээр шийджээ.

2. Дээрх материалаас харахад атомын цахилгаан станцын оператор нь реакторын цөмд хяналтын саваа зөөж цөмийн урвалын хурдыг (реакторын хүч) хянах боломжтой. Реакторын хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд (туршилтыг дуусгахын тулд) бараг бүх хяналтын савааг реакторын цөмөөс гаргаж авсан.

"Цөмийн нарийн ширийн зүйл" -ийг мэдэхгүй уншигчдад илүү ойлгомжтой болгохын тулд бид пүрш дээр дүүжлэгдсэн ачаатай дараах зүйрлэлийг өгч болно.

• Ачаалал (эсвэл түүний байрлал) нь реакторын хүч юм;
• Пүрш нь ачааллыг (реакторын хүч) хянах хэрэгсэл юм.
• Хэвийн байрлалд ачаалал ба булаг нь тэнцвэрт байдалд байна - ачаалал нь тодорхой өндөрт байрладаг бөгөөд хавар нь тодорхой хэмжээгээр сунадаг.
• Реакторын хүч тасарсан үед ("иодын нүх") ачаалал газар руу бууж (маш хүчтэй явсан).
• Реакторыг "татахын тулд" оператор "пүршийг татсан" (хяналтын савааг сугалж авсан; гэхдээ эсрэгээр нь хийх шаардлагатай байсан - бүх саваа оруулаад реакторыг унтрааж, өөрөөр хэлбэл пүршийг суллаж, ингэснээр реакторыг суллана. ачаалал газарт унадаг). Гэхдээ ачааны булгийн систем нь зарим инерцитэй байдаг бөгөөд оператор пүршийг татаж эхэлснээс хойш хэсэг хугацааны дараа ачаалал доошоо хөдөлсөн хэвээр байна. Мөн оператор дээшээ татсаар байна.
• Эцэст нь ачаалал хамгийн доод цэгт хүрч, хаврын хүчний нөлөөн дор (аль хэдийн зохистой) дээшээ хөдөлж эхэлдэг - реакторын хүч огцом нэмэгдэж эхэлдэг. Ачаалал нь дээшээ илүү хурдан, хурдан нисдэг (асар их хэмжээний дулаан ялгарах хяналтгүй гинжин урвал) бөгөөд оператор ачааллын дээш чиглэсэн хөдөлгөөний инерцийг унтраахын тулд юу ч хийж чадахгүй. Үүний үр дүнд ачаалал нь операторын духан дээр унадаг.

Тийм ээ, эрчим хүчний блокыг дэлбэлсэн Чернобылийн АЦС-ын операторууд алдааныхаа төлөө хамгийн өндөр үнэ буюу амь насаа төлсөн.

Чернобылийн АЦС-ын ажилтнууд яагаад ийм үйлдэл хийсэн бэ? Үүний нэг шалтгаан нь цөмийн реакторын удирдлагын систем нь реакторт болж буй аюултай үйл явцын талаарх үйл ажиллагааны мэдээллийг операторт өгөөгүй явдал байв.

А.С.Дятлов номоо ингэж эхэлдэг "Чернобыл. Энэ нь яаж болсон бэ":

1986 оны 4-р сарын 26-ны өдөр нэг цаг хорин гурван минут дөчин секундын дараа Чернобылийн АЦС-ын 4-р блокийн ээлжийн ахлагч Александр Акимов хийсэн ажил дууссаны дараа реакторыг унтраахыг тушаажээ. төлөвлөсөн засварын ажилд эрчим хүчний нэгжийг унтраахаас өмнө. Тушаалыг тайван ажлын орчинд өгсөн бөгөөд төвлөрсөн удирдлагын систем нь реактор эсвэл үйлчилгээний системийн параметрийн хазайлтын талаар нэг ч яаралтай тусламж, анхааруулах дохиог бүртгэдэггүй. Реакторын оператор Леонид Топтунов санамсаргүй алдаа дарахаас хамгаалдаг AZ товчлуурын тагийг авч, товчлуурыг дарав. Энэ дохиогоор 187 реакторын хяналтын саваа цөм рүү доош хөдөлж эхлэв. Мнемоник самбар дээрх арын гэрлийн гэрэл асч, саваа байрлалын заагч сумнууд хөдөлж эхлэв. Александр Акимов реакторын удирдлагын самбар руу хагас эргэж хараад үүнийг ажиглаж байхдаа AR тэнцвэргүй байдлын үзүүлэлтүүдийн "бөжин" зүүн тийшээ (түүний илэрхийлэл) байх ёстойг нь харсан бөгөөд энэ нь реакторын хэмжээ буурсан гэсэн үг юм. реакторын хүчийг аюулгүй байдлын самбар руу эргүүлж, үүний ард би туршилтанд ажиглав.
Гэвч дараа нь хамгийн зэрлэг төсөөлөл хүртэл таамаглаж чадахгүй байсан зүйл тохиолдов. Бага зэрэг буурсны дараа реакторын хүч гэнэт нэмэгдэж, хурдацтай нэмэгдэж, түгшүүрийн дохио гарч ирэв. Л.Топтунов эрх мэдлийг яаралтай нэмэгдүүлнэ гэж хашгирав. Гэвч тэр юу ч хийж чадсангүй. Түүний хийж чадах зүйл бол AZ товчийг дарахад л хяналтын саваа идэвхтэй бүсэд оров. Түүнд өөр арга байхгүй. Мөн бусад бүх хүмүүс. А.Акимов “Реакторыг унтраа!” гэж огцом хашгирав. Тэрээр хяналтын самбар руу үсрэн, хяналтын бариулын хөтчүүдийн цахилгаан соронзон шүүрч авах хүчийг салгав. Үйлдэл нь зөв боловч ашиггүй. Эцсийн эцэст, CPS логик, өөрөөр хэлбэл логик хэлхээний бүх элементүүд зөв ажиллаж, саваа нь бүсэд оров. Одоо тодорхой байна - AZ товчийг дарсны дараа ямар ч зөв үйлдэл хийгдээгүй, авралын хэрэгсэл байхгүй байв. Бусад логик амжилтгүй боллоо!
Дараа нь богино хугацааны завсарлагатайгаар хоёр хүчтэй дэлбэрэлт болов. АЗ-ийн бариулууд хагас ч явалгүй хөдлөхөө больсон. Тэдэнд өөр явах газар байсангүй.
Нэг цаг, хорин гурван минут, дөчин долоон секундын дараа реакторыг шуурхай нейтрон ашиглан цахилгаан тасалдуулсны улмаас устгасан. Энэ бол уналт, цахилгаан реакторт тохиолдож болох хамгийн том гамшиг юм. Тэд үүнийг ойлгоогүй, бэлтгэл хийгээгүй, блок, станцад нутагшуулах техникийн арга хэмжээ аваагүй ...

Өөрөөр хэлбэл, гамшиг болохоос хэдхэн секундын өмнө ажилтнууд ойртож буй аюулыг сэжиглэж байгаагүй! Энэ бүх утгагүй нөхцөл байдлын төгсгөл нь яаралтай тусламжийн товчлуурыг дарах явдал байсан бөгөөд үүний дараа дэлбэрэлт болсон - та машинд уралдаж байгаа бөгөөд саадны өмнө та тоормос дарах боловч машин улам бүр хурдасч, саадыг мөргөв. Шударга байхын тулд яаралтай тусламжийн товчлуурыг дарах нь нөхцөл байдалд ямар ч байдлаар нөлөөлж чадахгүй гэж хэлэх ёстой - энэ нь реакторын зайлшгүй дэлбэрэлтийг хэдхэн хоромоор хурдасгасан боловч бодит байдал хэвээр байна - яаралтай хамгаалалт реакторыг дэлбэлсэн !

Хүний биед цацрагийн үзүүлэх нөлөө

Хүний гараар бүтсэн цөмийн гамшиг (цөмийн зэвсгийг битгий хэл) яагаад ийм аюултай вэ?

Цөмийн урвал нь асар их сүйрэлд хүргэдэг асар их хэмжээний энерги ялгарахаас гадна цацраг туяа дагалдаж, улмаар тухайн бүс нутгийг цацрагаар бохирдуулдаг.

Яагаад цацраг нь амьд организмд ийм хор хөнөөлтэй байдаг вэ? Хэрэв энэ нь бүх амьд биетэд ийм хор хөнөөл учруулаагүй байсан бол хүн бүр Чернобылийн ослыг аль эрт мартаж, атомын бөмбөг баруун, зүүн тийш шидэх байсан.

Цацраг нь амьд организмын эсийг хоёр аргаар устгадаг.

1. халаалтын улмаас (цацрагийн түлэгдэлт);
2. эсийн иончлолын улмаас (цацраг туяаны өвчин).

Цацраг идэвхт тоосонцор болон цацраг нь өөрөө өндөр кинетик энергитэй байдаг. Цацраг нь дулааныг үүсгэдэг. Нарны түлэгдэлттэй төстэй энэ халуун нь биеийн эд эсийг устгаж, цацрагийн түлэгдэлт үүсгэдэг.

Дулааны (удаан) нейтрон ашигладаг цөмийн реакторын бүдүүвч диаграммыг Зураг 5.1-д үзүүлэв, энд 1 - хяналтын саваа, 2 - биологийн хамгаалалт, 3 - дулааны хамгаалалт, 4 - зохицуулагч, 5 - цөмийн түлш (түлшний саваа).

Нейтрон уран 235 изотопын цөмд хүрэхэд хоёр хэсэгт хуваагдан хэд хэдэн (2.5-3) шинэ хоёрдогч нейтрон ялгардаг.. Цөмийн реакторт гинжин урвал явагдахын тулд реакторын цөм дэх цөмийн түлшний масс эгзэгтэй хэмжээнээс багагүй байх шаардлагатай. Реактор нь энэ хэмжээг агуулсан байх ёстой 235 УЭнэ нь дунджаар хуваагдлын үйл явдал бүрт үүссэн нейтроны дор хаяж нэг нь реакторын цөмийг орхихоос өмнө дараагийн задралын үйл явдлыг үүсгэж болно.

Зураг 5.1. Дулааны нейтрон цөмийн реакторын бүдүүвч диаграм

Хэрэв нейтроны тоог тогтмол байлгавал задралын урвал нь хөдөлгөөнгүй шинж чанартай байх болно. Одоо байгаа нейтронуудын тоо тогтвортой төлөвийн түвшин өндөр байх тусам реакторын хүч их байх болно. 1 МВт чадал нь 1 секундэд 3 10 16 хуваагдах гинжин урвалтай тохирч байна.

Хэрэв нейтроны тоо нэмэгдвэл дулааны дэлбэрэлт үүснэ, багасвал урвал зогсоно. Урвалын хурдыг хянадаг хяналтын саваа ашиглан 1.

Цөмийн реакторын өнөөгийн байдлыг үр ашигтай гэж тодорхойлж болно нейтрон үржүүлэх хүчин зүйлэсвэл харилцан хамаарлаар холбогддог реактив байдал:

Эдгээр хэмжигдэхүүнүүдийн хувьд дараах утгууд нь ердийн зүйл юм.

· - гинжин урвал нь цаг хугацааны явцад нэмэгдэж, реактор нь хэт эгзэгтэй байдалд байгаа, түүний реактив байдал;

· , - цөмийн задралын тоо тогтмол, реактор тогтвортой эгзэгтэй байдалд байна.

Цөмийн реактор ашиглалтын эхэнд реактивын нөөцтэй байж л өгөгдсөн хүчин чадлаар удаан ажиллах боломжтой. Цөмийн реакторыг ажиллуулах явцад түлшний задралын хэсгүүд хуримтлагдсанаас түүний изотопын болон химийн найрлага өөрчлөгдөж, трансуран элементүүд, ялангуяа Пу үүсдэг. Реакторт тохиолддог процессууд нь атомын цөмийг задлах гинжин урвалын боломжийг бууруулдаг.

Гинжин урвалыг хадгалах, хэрэгжүүлэхийн тулд реакторын цөмийг тойрсон материалаар нейтроны шингээлтийг хязгаарлах шаардлагатай. Үүнийг дор хаяж хэсэгчлэн (хамгийн тохиромжтой 50%) нейтроныг тусгадаг материалыг (биологийн 2 ба дулааны 3 хамгаалалтын хувьд) ашиглан олж авдаг. тэднийг шингээсэнгүй. Цөмөөс турбин руу дулаан дамжуулахад ашигладаг хөргөлтийн шингэнийг сонгох нь онцгой ач холбогдолтой юм.

Хугарлын үр дүнд үүссэн нейтронууд нь хурдан (өндөр хурд) эсвэл удаан (дулааны) байж болно. Удаан нейтроныг цөмд барьж авах магадлал 235 Уба түүний дараагийн хуваагдал нь хурдан нейтроныхоос их байна. Тиймээс түлшний саваа 5 нь тусгай зохицуулагчид 4-ээр хүрээлэгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь нейтроныг удаашруулж, тэдгээрийг сул шингээдэг. Реактороос нейтроны нэвчилтийг багасгахын тулд энэ нь цацруулагчаар тоноглогдсон байдаг. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг зохицуулагч ба цацруулагч нь бал чулуу, хүнд ( D2O), энгийн ус гэх мэт.

Хөдөлгөөнгүй байгаа нейтронуудын тоо нь үүссэн цөмийн хуваагдлын хэсгүүдийн тоог тодорхойлдог бөгөөд тэдгээр нь янз бүрийн чиглэлд асар хурдтайгаар нисдэг. Хагархайг тоормослох нь түлш болон түлшний савны ханыг халаахад хүргэдэг. Энэ дулааныг арилгахын тулд реакторыг тэжээдэг хөргөлтийн шингэн, халаах нь реакторын зорилго юм. Ихэнхдээ ижил бодис, жишээлбэл, энгийн ус нь функцийг гүйцэтгэдэг хөргөлтийн бодис, зохицуулагч, тусгал. ашиглан реакторт ус нийлүүлдэг гол эргэлтийн насосууд(MCP).