Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абрамов А.И. -> "Измерение неизмеримого" -> 49

Измерение неизмеримого - Абрамов А.И.

Абрамов А.И. Измерение неизмеримого — M.: Энергоатомиздат, 1986. — 208 c.
Скачать (прямая ссылка): izmerenieneizmerimogo1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 76 >> Следующая

Есть у этих реакторов и другие очень важные преимущества. Например, в отличие от тепловых реакторов в них можно получить из 238U гораздо больше 239Pu, чем "сгорает" в них 235U Этот необычный процесс, названный расширенным воспроизводством ядерного топлива, открывает возможность использования в ядерных реакторах всех встречающихся в природе изотопов урана, что в десятки раз увеличивает запасы потенциального сырья для атомной энергетики будущего. Поэтому свойства реакторов на быстрых нейтронах сейчас интенсивно изучаются как в нашей стране, так и за рубежом.
Открытие цепной реакции деления и создание на ее основе ядерных реакторов явилось величайшим достижением человеческого ума и демонстрацией его колоссальных возможностей в познании природы. Применяя огонь, электричество и другие силы природы для своих нужд, человек лишь приспосабливал для себя явления, которые он видел вокруг и которые существовали до него и независимо от его деятельности: первобытные люди сначала увидели огонь, когда горели подожженные молнией леса, а уже потом стали использовать и добывать его сами; человек видел молнии и то, как электризуется шерсть при трении янтарем, и от этого пришел сначала к электрофорной машине, а потом — к широчайшему использованию электрических явлений в повседневной жизни. Цепной же реакции деления человек не видел нигде — ни на Земле, ни в Космосе. И догадаться о том, что такой процесс возможен и осуществим, ученые смогли лишь после того, как было сделано несколько фундаментальных открытий и был проведен ряд измерений
131
важнейших физических величин, например среднего числа вторичных нейтронов, освобождающихся при одном акте деления. Если бы это число оказалось меньше единицы, то цепная реакция была бы невозможна. Но измерения показали, что природа преподнесла нам своеобразный подарок, сделав число вторичных нейтронов большим двух. Тогда физики поняли, что цепная реакция возможна, и надо было только создать для нее подходящие условия. Так впервые в истории Земли человек осуществил процесс, не видя аналогов в окружающей его природе, и тем самым впервые освоил источник энергии, не связанный своим происхождением с деятельностью Солнца. Освобождаемая при делении ядер урана энергия была заключена в них в момент их образования задолго до возникновения нашей Земли и всей Солнечной системы. Здесь было чем гордиться. Но уже после того, как были построены в различных странах десятки атомных электростанций, было сделано открытие, показавшее, что и здесь матушка-природа опередила человека.
ПРИРОДНЫЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР
7 июня 1972 года во время масс-спектрометрического анализа образца урановой руды, поступившей во Францию из Габона (Африка), было обнаружено, что содержание изотопа 235Ub этой руде составляет не 0,720%, а 0,717%, т. е. на 0,03% меньше, чем во всех остальных рудах как земного, так и внеземного происхождения (из метеоритов и лунного грунта). Это различие, на первый взгляд, столь незначительно, что на него можно было бы и не обратить никакого внимания. Но ученые решили проверить все на месте. Оказалось, что эта руда поступала из месторождения Окло, причем при среднем содержании урана в ней около 0,5% попадались отдельные куски со значительно большим количеством урана — до 40%, но содержание изотопа 235Ub них было еще меньше, чем в первоначально исследованных, — до 0,64%. Под влиянием различных процессов урановая жила растрескивалась и в нее попадала вода, которая, как мы помним, является хорошим замедлителем нейтронов. Возникла мысль: а не протекала ли в этой руде цепная реакция, в результате которой часть 235U просто "выгорела"? Ответ на этот вопрос, казалось
132
бы, должен быть отрицательным: ведь хорошо известно, что ни при каком составе систем из воды и естественного урана цепная реакция в них невозможна. А в руде к тому же есть примесь других веществ, которые могут только мешать протеканию цепной реакции, захватывая лишние нейтроны. Однако из-за большой разницы в периодах полураспада 235U (1,03х X 109 лет) и 238U (6,5 109 лет) изотоп 235U распадается гораздо быстрее своего собрата, поэтому миллиарды лет назад его относительное содержание в уране было не таким, как сейчас (0,72%), а значительно выше - около 3%. При такой концентрации цепная реакция возможна уже и в ураново-вод-ных системах; например, в так называемых водо-водяных реакторах используется уран, обогащенный изотопом 235U всего до 3%. Предположение о том, что когда-то в руде протекала цепная реакция деления, подтверждалось тем, что в породе наряду с ураном нашли также элементы со средними атомными массами, которые, как известно, образуются при делении тяжелых ядер в виде осколков. Более того, по соотношению различных изотопов отдельных элементов удалось установить, что цепная реакция в этом природном реакторе протекала около 2 миллиардов лет назад в течение примерно 600 тысяч лет.
Спрашивается, а почему этот "реактор" не взорвался сразу же в момент своего образования и что служило регулятором мощности в нем (которая, кстати сказать, согласно оценкам поддерживалась на уровне около 25 кВт)? Ответ на этот вопрос довольно прост: в природном реакторе осуществлялось саморегулирование цепной реакции за счет так называемого отрицательного температурного эффекта: при случайном увеличении мощности происходит разогрев материала, плотность его уменьшается, условия для протекания цепной реакции ухудшаются, в результате чего мощность снижается до прежнего уровня. Этот эффект проявляется и в созданных человеком обычных реакторах, обеспечивая устойчивость их работы.
Предыдущая << 1 .. 43 44 45 46 47 48 < 49 > 50 51 52 53 54 55 .. 76 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed