РЕАКТОРИ ЯДРОӢ

РЕАКТОРИ ЯДРОӢ, реактори а т о м ӣ, олатест, ки дар он дар натиҷаи пора шудани ядроҳои таркиби сӯзишвории ядроӣ реаксияи ядроии мусалсали идорапазир рӯй медиҳад. Реактори ядроӣ олатест, ки хориҷ сохтани энергияи дохилиядроиро имконназир мегардонад.

Тарҳи зонаи фаъоли реактори ядроӣ: 1 — контури зонаи фаъол, 2— милаҳои гармохориҷкунанда (сӯзишвории ядроӣ), 3—милаҳои танзими кори реактор (милаҳои қадмийӣ), 4— моддаи сусткунандаи нейтронҳо, £— танаи реактор.

Қисми асосии Реактори ядроӣ  зонан фаъоли он аст. Зонаи фаъоли Реактори ядроӣ  сӯзишвории ядроӣ ё моддаи порашаванда (^яҷ1, ^п,Ри ва ғайра, ки барои ба вуҷуд овардани реаксияи ядроии занҷирӣ заруранд), моддаи сусткунандаи нейтронҳо (дар реактори ядроии сареънейтрон барои кам кардани суръат ё хӯд энергияи нейтронҳои сареъ, яъне барои зиёд кардани эҳтимоли реаксияи порашавии ядроҳои сӯзишвории ядроӣ лозим аст) ва моддаи ноқили гармо (барои берун баровардани гармои дар зонаҳои фаъол пайдошуда зарур аст)-ро дарбар мегирад.

Зонаи фаъол бо моддаҳои махсуси нейтронинъикоскунанда иҳота карда мешавад, то ки зарраҳои реаксияангез, яъне нейтронҳо «кор накарда» аз он зона берун набароянд. Барои аз таъсири зараровари у-нурҳо ва нейтронҳои реактор эмин нигоҳ доштани ходимон реактор аз берун бо қабати зарурин бетон пӯшида мешавад.

Реактори ядроӣ  ин тавр кор мекунад. Вақте ки ядроҳои атомҳои сӯзишвории ядроӣ, масалан, ^ш17 пора мешаванд (сӯхтани сӯзишвории ядроӣ маҳз ҳамин гуна маънӣ дорад), аз ҳар як ядрои порашуда энергияи ~ 200 МэВ хориҷ мегардад. Ин энергия (гармо)-ро моддаи ноқили гармо (об, натрийи моеъ ва ғайра) бо худ аз зонаи фаъоли Реактори ядроӣ  берун мебарорад ва онро ба генератори буғӣ равона мекунад. Генератори буғӣ турбинаеро, ки бо генератори ҷараёни электрӣ пайваст аст, ба кор медарорад. Дар натиҷаи «сӯхтани» 1 кг *⁵11-и беғаш (ки 2,55 • • 10* ядро дорад), — 5 • 10²® МэВ ё*худ 2 • 10¹⁰ ккал энергия (ин қадар гармо дар натиҷаи сӯхтани 1800 тонна бензин) хориҷ мешавад.

Шароити кори Реактори ядроӣ   Яке аз тавсифоти муҳими кори Реактори ядроӣ    коэффисиенти афзоиши нейтронҳо к (иисбати адади нейтронҳое, ки дар ин ё он «қитъаи» реаксияи занҷирӣ пайдо мегарданд, бар адади ҳамин гуна нейтронҳое, ки дар қитъаи пешина ҳосил мешаванд) аст. Дар сурати назар ба тавлид (дар натиҷаи порашавин ядроҳои сӯзишворӣ) бештар будани харҷи нейтронҳо (дар натиҷаи аз тарафи ядроҳои порашавандаву пораношаванда фурӯ бурда шудан ва аз ҳаҷми Реактори ядроӣ   берун баромадани онҳо), яъне ҳангоми к < 1 будан реаксияи занҷири зуд қатъ мегардад. Ин гуна системаро системаи тобӯҳронӣ мегӯянд. Дар акси ҳол, яъне ҳангоми к > 1« будан система фавқуб- б у ҳ р о н ӣ ҳоҳад буд ва дар ин маврид адади нейтронҳо дар муддати хеле кӯтоҳ то дараҷае меафзояд, ки таркиши ядроиро боис гардида метавонад. (Бомбаи атомӣ маҳз ҳа- мин гуна система аст.) Реактори ядроӣ   он гоҳ мувофиқи хости одам кор мекунад, ки дар он коэффисиенти афзоиши нейтронҳо к-ро хурду калон (к < 1 ва к > 1) кардан имконпазир, яъне реаксияи занҷирии дар он руйдиҳанда идорапазир бошад. Одатан барои кори доимии Реактори ядроӣ   к = 1 мегиранд (ин гуна система системаи б ӯ ҳ р о н ӣ ном гирифтааст). Камтарин массаи сӯзишвории ядроиеро, ки шарти к — 1*-ро таъмин мегардонад, массаи бӯҳронӣ мегӯянд. Массаи бӯҳронӣ дар сурати обӣ будани моддаи нейтрон инъикоскунандаи атрофи зонаи фаъол барои ^я511-и беғаш ~’0,8 килограмм ҳасту барои ²³⁹Ри — 0,5 килограмм ва барои ²⁵¹С! — 0,01 килограмм. Аммо, агар ба сифати сӯзишворӣ урани табиӣ (ки 99,27% §||| 0,712% ^2,50 ва 0,0057% дорад) гирифта шавад, массаи бӯҳроиӣ ~45 тонна хоҳад буд.

Танзими кори Реактори ядроӣ.  Кори Реактори ядроиро ба воситаи милаҳои иборат аз кадмий, карбиди бор ё ягон моддаи ди- гари нейтронфурӯбаранда танзим мекунанд. Ин милаҳо ҳангоми бо сӯзишвории ядроӣ пур кардани зонаи фаъоли Реактори ядроӣ   дар каналҳои махсуси он ҷой дода мешаванд. Вазифаи милаҳо фурӯ бурдани нейтронҳои нолозимист: (барои ин ё он лаҳзаи кори Реактори ядроӣ  ) милаҳоро аз зонаи фаъол ба қадри зарурӣ берун (ё дарун) гирифта, реаксияи занҷириро ҷараёни матлуб додан мумкин аст.

Тавлиди сӯхтании ядроӣ. Ҳангоми кор кардани Реактори ядроӣ   дар натиҷаи реаксияи ядроии нейтронхӯрии ин ё он ядрои тарқиби сӯзишвории ядроӣ, масалан, дар натиҷаи реаксияи (п, у) ядроҳои наве ба вуҷуд меоянд, ки баъзеи онҳо сӯхтании ядроӣ буда метавонанд. Масалан, ²³⁵II як нейтронро фурӯ бурда ба ²³⁹11 ва ин ядро дар натиҷаи бетакоҳиш ба ²³⁹Ри табдил ёфта метавонанд. ^Я9Ри низ қобилия- ти хуби порашавӣ дорад, яъне сӯхтааш ядроист. ⁹¹⁹Ри дар натиҷаи ҳамин гуна реаксияҳо аз низ ҳосил мешавад. Дар реакторҳои ҳароратӣ (онҳое, ки нейтронҳои ҳароратиро истеъмол мекунанд) аз ҳар як воҳиди массаи урани табиӣ ё урани андак ғанигардида (бо изотопи ⁵⁰⁶У| то 0,6—0,7 воҳид ва дар реакторҳои сареънейтрон то 1,5 воҳид ^а,9Ри ҳосил мешавад.

Навъҳои Реактори ядроӣ. Сохти Реактори ядроӣ  ба навъи сӯзишвории ядроӣ, соҳаи энергияи нейтронҳои истеъмолшаванда, шакли зонаи фаъол, режими матлуби кор ва ғайра вобаста аст. Моддаи нейтроноҳистакунанда ва моддаи ноқили гармо низ гуногун буда метавонад. Инҳоанд баъзе навъҳои Реактори ядроӣ: обӣ — обӣ, графитӣ — обӣ, графитӣ — газӣ (ин ҷо аввал номи моддаи нейт- роноҳистакунанда омадаасту баъд номи моддаи ноқили гармо), ҷӯшон (Реактори ядроие, ки дар он ба сифати моддаи ноқили гармо оби ҷӯшон истеъмол мешавад) ва ғайра.

Сохтмони аввалин Реактори ядроӣ   дар Штатҳои Муттаҳидаи Америка таҳти роҳбарии олими италиявӣ Э. Ферми 22 декабри 1942 ва дар Иттифоқи Советӣ таҳти роҳбарии И. В. Курчатов 26 декабри 1946 ба итмом расидааст. Реактори ядроӣ   барои ҳосил кардани энергияи электрӣ, ҳаракат додани киштиҳои атомӣ, тавлиди сӯзишво- рии ядроӣ ва ғайра истифода мешавад.

С. Қодирӣ, Ф. Нормуродов.