mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterDnes377
mod_vvisit_counterVčera619
mod_vvisit_counterTento týden3534
mod_vvisit_counterMinulý týden7080
mod_vvisit_counterTento měsíc16056
mod_vvisit_counterMinulý měsíc22506
mod_vvisit_counterCelkem1535343

Právě je připojeno: 72 hostů online
Your IP: 54.226.41.91
 , 
Dnes: Led 19, 2018

Štěpení těžkých jader neutrony

Neutron nemá náboj, proto snadno projde k jádru a vyvolá štěpnou reakci.

stepeni1  stepeni2

Reakcemi se uvolňuje kolem 200 MeV energie. Uvolněné neutrony po zpomalení štěpí další jádra a může nastat řetězová reakce. K zahájení reakce je potřeba tzv. kritické množství štěpného materiálu. Pro uran 235 to je asi 44,5 kg.

Řetězovou reakci je možno uskutečnit jen s uranem 235 a 233 a s plutoniem 239 a 241. V přírodní směsi uranu 235 a uranu 238 obvykle bývá kolem 0,72 % uranu 235. je to málo, proto se uran obohacuje na vyšší koncentraci uranu 235. Další štěpné materiály se vyrábějí ozařováním neutrony v jaderných reaktorech.

Jaderný reaktor

Pro řízenou řetězovou reakci je nutné zachovávat jen určitý počet účinných (schopných štěpit) neutronů. Tento počet – multiplikační faktor k:

k < 1 → reakce vyhasíná

k > 1 → reakce se vymyká kontrole, dochází k jaderné havárii nebo výbuchu jaderné nálože

k ≈ 1 → reakce se udržuje na stejné míře, ani se nezrychluje ani neuhasíná Þ využití v reaktorech

Reaktor – válcová ocelová nádoba – ↕ 9 – 11 m, ↔ 3 – 6 m; zabetonovaná, životnost až 30 let, životnost celé elektrárny až 80 let

Palivové články štěpného materiálu (U nebo jeho oxidy) mají tvar tyčí pokrytých kovovým obalem a jsou ponořeny do chladicího média (H2O, D2O, CO2, He), které odvádí vznikající reakční teplo do tepelného výměníku, ve kterém se teplo předává vodě sekundárního okruhu. Vznikající párou jsou poháněny turbíny turbogenerátorů.

Moderátor slouží k zpomalování neutronů. Nejčastěji se používá voda, těžká voda nebo grafit. Aktivní zóna reaktoru je obklopena reflektorem, který odráží neutrony zpět do aktivní zóny, a stínící vrstvou. K řízení výkonu reaktoru slouží regulační tyče z materiálu pohlcujícího neutrony (bor B, kadmium Cd). Ze stejného materiálu jsou i havarijní tyče, které se automaticky spouští do aktivní zóny v případě poruchy reaktoru a štěpná reakce se zastaví.

V současných jaderných elektrárnách se jako palivo používá uran 235, jehož přírodní zásoby však nejsou nevyčerpatelné.

Množivé reaktory – produkují energii i další palivo (např. mění uran 238 na plutonium)

Termojaderný reaktor – využití tepla, které se uvolňuje při jaderné fúzi (dalo by se jí získat asi 3x více energie ze stejného množství paliva než ve štěpném reaktoru. Palivo (izotopy vodíku) je snadno dostupné.

Atomová bomba

– USA – první testy – červenec 1945, vodíková bomba – 1952

– SSSR – první testy – 1949, vodíková bomba – 1953

Jiné využití radionuklidů

– zeslabením intenzity záření β nebo γ při průchodu látkou lze určit tloušťku tělesa. Takto lze zjišťovat vady materiálu (defektoskopie), opotřebení strojních součástí, stupeň koroze potrubí, tloušťku plechu apod.

– diagnostika v medicíně (funkce štítné žlázy, ledvin), léčba zhoubných nádorů, sterilizace lékařských nástrojů

– jaderné baterie (několik wattů) napájí signální zařízení na nepřístupných místech

– metoda značených atomů – radionuklid se chemicky chová stejně jako jeho stabilní izotop - sledování průběhu chemických reakcí

– uhlíková metoda určování stáří organických materiálů. Živé organismy obsahují stopy vzdušného uhlíku uhlik, který po jejich úmrtí dále pokračuje ve vysílání záření a přeměňuje se na dusík. Stáří lze zjistit porovnáním množství v archeologických nálezech s jeho množstvím v živých organismech.

Radioaktivní záření má i negativní účinky – poškození kostní dřeně, buněk (nemoc z ozáření)

 
Anketa
Nápad s povinným počítáním příkladů přes internet (novinka)
 

 


120x600_gif

 

 


logo-cez


logo-nadace-cez-29mm-a4-rgb-png