Nüvə reaktorunun iş prinsipini və dizaynını başa düşmək üçün keçmişə qısa bir ekskursiya etmək lazımdır. Nüvə reaktoru bəşəriyyətin tükənməz enerji mənbəyi haqqında çoxəsrlik, tam həyata keçməsə də, arzusudur. Onun qədim “əcdadı” quru budaqlardan düzəldilmiş oddur, o, vaxtilə uzaq əcdadlarımızın soyuqdan qurtuluş tapdığı mağaranın tövbələrini işıqlandırıb isitmişdir. Sonralar insanlar karbohidrogenləri - kömür, şist, neft və təbii qazı mənimsədilər.
Təlaşlı, lakin qısamüddətli buxar erası başladı, onu daha da fantastik elektrik dövrü əvəz etdi. Şəhərlər işıqla, emalatxanalar isə elektrik mühərrikləri ilə idarə olunan indiyədək görünməyən maşınların gurultusu ilə dolurdu. Sonra sanki tərəqqi öz apogeyinə çatıb.
İçində hər şey dəyişdi XIXəsrdə, fransız kimyaçısı Antoine Henri Becquerel təsadüfən uran duzlarının radioaktiv olduğunu kəşf etdikdə. 2 il sonra onun həmyerliləri Pyer Küri və həyat yoldaşı Mariya Sklodovska-Küri onlardan radium və polonium əldə etdilər və onların radioaktivlik səviyyəsi torium və urandan milyonlarla dəfə yüksək idi.
Çubuğu radioaktiv şüaların təbiətini ətraflı öyrənən Ernest Ruterford götürdü. Beləliklə, dünyaya öz sevimli övladını gətirən atomun dövrü başladı - atom reaktoru.
İlk nüvə reaktoru
"İlk doğulan" ABŞ-dan gəlir. 1942-ci ilin dekabrında ilk cərəyanı yaradan, əsrin ən böyük fiziklərindən biri E.Ferminin şərəfinə adlandırılan reaktor istehsal etdi. Üç il sonra Kanadada ZEEP nüvə obyekti canlandı. "Bürünc" 1946-cı ilin sonunda buraxılan ilk sovet reaktoru F-1-ə getdi. İ.V.Kurçatov yerli nüvə layihəsinin rəhbəri oldu. Bu gün dünyada 400-dən çox nüvə enerji bloku uğurla fəaliyyət göstərir.
Nüvə reaktorlarının növləri
Onların əsas məqsədi elektrik enerjisi istehsal edən idarə olunan nüvə reaksiyasını dəstəkləməkdir. Bəzi reaktorlar izotoplar istehsal edir. Bir sözlə, onlar dərinliklərində böyük miqdarda istilik enerjisi buraxmaqla bəzi maddələrin digərlərinə çevrildiyi cihazlardır. Bu, yerinə bir növ "soba" dır ənənəvi növlər Yanacaq uran izotoplarını - U-235, U-238 və plutonium (Pu) "yandırır".
Məsələn, bir neçə növ benzin üçün nəzərdə tutulmuş avtomobildən fərqli olaraq, radioaktiv yanacağın hər bir növü öz reaktor növünə malikdir. Onlardan ikisi var - yavaş (U-235 ilə) və sürətli (U-238 və Pu ilə) neytronlarda. Əksər atom elektrik stansiyalarında yavaş neytron reaktorları var. Atom elektrik stansiyalarına əlavə olaraq, qurğular tədqiqat mərkəzlərində, nüvə sualtı qayıqlarında və s.
Reaktor necə işləyir
Bütün reaktorlar təxminən eyni dövrəyə malikdir. Onun "ürəyi" aktiv zonadır. Onu adi bir sobanın yanğın qutusu ilə təxminən müqayisə etmək olar. Yalnız odun əvəzinə moderator - yanacaq çubuqları olan yanacaq elementləri şəklində nüvə yanacağı var. Aktiv zona bir növ kapsulun - neytron reflektorunun içərisində yerləşir. Yanacaq çubuqları soyuducu - su ilə "yuyulur". Çünki “ürəkdə” çox şey var yüksək səviyyə radioaktivlik, etibarlı radiasiya mühafizəsi ilə əhatə olunmuşdur.
Operatorlar ikidən istifadə edərək quraşdırmanın işinə nəzarət edirlər kritik sistemlər– zəncirvari reaksiyaların tənzimlənməsi və uzaqdan idarəetmə sistemi. Fövqəladə hal baş verərsə, təcili mühafizə dərhal işə salınır.
Reaktor necə işləyir?
Atom "alovu" görünməzdir, çünki proseslər nüvənin parçalanması səviyyəsində baş verir. Zəncirvari reaksiya zamanı ağır nüvələr həyəcanlı vəziyyətdə olan neytronların və digər atomaltı hissəciklərin mənbəyinə çevrilən kiçik parçalara parçalanır. Amma proses bununla da bitmir. Neytronlar "parçalanmağa" davam edir, bunun nəticəsində böyük miqdarda enerji ayrılır, yəni atom elektrik stansiyalarının tikildiyi üçün nə baş verir.
Şəxsi heyətin əsas vəzifəsi idarəetmə çubuqlarının köməyi ilə zəncirvari reaksiyanı sabit, tənzimlənən səviyyədə saxlamaqdır. Bu, onun nüvə parçalanması prosesinin idarəolunmaz olduğu və güclü partlayış şəklində sürətlə davam etdiyi atom bombasından əsas fərqidir.
Çernobıl Atom Elektrik Stansiyasında baş verənlər
Fəlakətin əsas səbəblərindən biri Çernobıl atom elektrik stansiyası 1986-cı ilin aprelində - 4-cü enerji blokunda cari təmir zamanı istismar təhlükəsizliyi qaydalarının kobud şəkildə pozulması. Daha sonra qaydalarla icazə verilən 15 əvəzinə eyni vaxtda nüvədən 203 qrafit çubuq çıxarıldı. Nəticədə, başlanan idarəolunmaz zəncirvari reaksiya termal partlayış və enerji blokunun tamamilə məhv olması ilə nəticələndi.
Yeni nəsil reaktorlar
Son on ildə Rusiya qlobal nüvə enerjisi üzrə liderlərdən birinə çevrilib. Aktiv Bu an Rosatom dövlət korporasiyası 12 ölkədə atom elektrik stansiyaları tikir, burada 34 enerji bloku tikilir. Belə yüksək tələbat Rusiyanın müasir nüvə texnologiyasının yüksək səviyyədə olmasının sübutudur. Növbəti sırada yeni 4-cü nəsil reaktorlar gəlir.
"Brest"
Onlardan biri Breakthrough layihəsi çərçivəsində hazırlanan Brestdir. İndi əməliyyat sistemləri açıq dövrəli sistemlər aşağı zənginləşdirilmiş uran üzərində işləyir ki, bu da utilizasiya edilməli olan böyük miqdarda işlənmiş yanacaq buraxır və bu, böyük xərclər tələb edir. "Brest" - sürətli neytron reaktoru qapalı dövrəsində unikaldır.
Orada sərf edilmiş yanacaq, sürətli bir neytron reaktorunda müvafiq emaldan sonra yenidən eyni qurğuya yüklənə bilən tam hüquqlu yanacağa çevrilir.
Brest yüksək təhlükəsizlik səviyyəsi ilə seçilir. Ən ciddi qəzada belə heç vaxt “partlatmayacaq”, “yenilənmiş” uranını təkrar istifadə etdiyi üçün çox qənaətcil və ekoloji cəhətdən təmizdir. O, həmçinin silah dərəcəli plutonium istehsal etmək üçün istifadə edilə bilməz ki, bu da onun ixracı üçün ən geniş perspektivlər açır.
VVER-1200
VVER-1200 1150 MVt gücündə innovativ 3+ nəsil reaktorudur. Unikal texniki imkanları sayəsində demək olar ki, mütləq əməliyyat təhlükəsizliyinə malikdir. Reaktor, enerji təchizatı olmadıqda belə avtomatik işləyəcək passiv təhlükəsizlik sistemləri ilə bolca təchiz edilmişdir.
Onlardan biri reaktorun enerjisi tamamilə kəsildikdə avtomatik işə salınan passiv istilik xaricetmə sistemidir. Bu vəziyyətdə təcili hidravlik çənlər təmin edilir. Birincil dövrədə anormal təzyiq düşməsi varsa, nüvə reaksiyasını söndürən və neytronları udan reaktora bor olan böyük miqdarda su verilməyə başlayır.
Başqa bir nou-hau qoruyucu qabığın aşağı hissəsində yerləşir - ərimə "tələsi". Əgər qəza nəticəsində nüvə “sızarsa”, “tələ” saxlama qabığının dağılmasına imkan verməyəcək və radioaktiv məhsulların yerə daxil olmasına mane olacaq.
Supergüclər arasında nüvə qarşıdurmasının tarixi və ilk nüvə bombalarının dizaynı haqqında yüzlərlə kitab yazılıb. Ancaq müasir nüvə silahları haqqında çoxlu miflər var. "Populyar Mexanika" bu məsələyə aydınlıq gətirmək və insanın icad etdiyi ən dağıdıcı silahın necə işlədiyini izah etmək qərarına gəldi.
Partlayıcı xarakter
Uran nüvəsi 92 protondan ibarətdir. Təbii uran əsasən iki izotopun qarışığından ibarətdir: U238 (nüvəsində 146 neytron var) və U235 (143 neytron), sonuncunun yalnız 0,7%-i təbii urandadır. Kimyəvi xassələri izotoplar tamamilə eynidir, buna görə də onları ayırırıq kimyəvi üsullar qeyri-mümkündür, lakin kütlələrdəki fərq (235 və 238 vahid) bunu etməyə imkan verir fiziki üsullarla: Uran qarışığı qaza (uran heksaflorid) çevrilir və sonra saysız-hesabsız məsaməli arakəsmələrdən pompalanır. Baxmayaraq ki, uranın izotopları hər ikisi ilə fərqlənmir görünüş, nə də kimyəvi cəhətdən, nüvə simvollarının xüsusiyyətlərində uçurumla ayrılırlar.
U238-in parçalanma prosesi ödənişli prosesdir: kənardan gələn neytron özü ilə enerji gətirməlidir - 1 MeV və ya daha çox. U235 isə fədakardır: həyəcanlanma və sonrakı parçalanma üçün gələn neytrondan heç bir şey tələb olunmur, onun nüvədəki bağlanma enerjisi kifayət qədərdir.
Neytronlarla vurulduqda uran-235 nüvəsi asanlıqla parçalanır və yeni neytronlar əmələ gətirir. Müəyyən şəraitdə zəncirvari reaksiya başlayır.
Neytron parçalanmağa qadir olan nüvəyə dəydikdə, qeyri-sabit birləşmə əmələ gəlir, lakin çox tez (10−23−10−22 s sonra) belə nüvə kütləcə qeyri-bərabər və “dərhal” (10-da) iki parçaya parçalanır. −16−10− 14 c) iki və ya üç yeni neytron buraxır ki, zaman keçdikcə parçalanan nüvələrin sayı çoxalsın (bu reaksiya zəncirvari reaksiya adlanır). Bu, yalnız U235-də mümkündür, çünki acgöz U238 enerjisi 1 MeV-dən az olan öz neytronlarını bölüşmək istəmir. Hissəciklərin kinetik enerjisi - parçalanma məhsulları - hər hansı bir hadisə zamanı ayrılan enerjidən çox böyükdür. kimyəvi reaksiya, burada nüvələrin tərkibi dəyişmir.
Metal plutonium altı fazada mövcuddur, onların sıxlığı 14,7 ilə 19,8 kq/sm3 arasında dəyişir. 119 dərəcədən aşağı temperaturda monoklinik alfa fazası (19,8 kq/sm 3) var, lakin belə plutonium çox kövrəkdir və kub üz mərkəzli delta fazasında (15,9) plastikdir və yaxşı işlənmişdir (bu belədir). alaşımlı əlavələrdən istifadə edərək qorunmağa çalışdıqları faza). Detonasiya sıxılma zamanı faza keçidləri baş verə bilməz - plutonium kvazi maye vəziyyətindədir. Faza keçidləri istehsal zamanı təhlükəlidir: nə vaxt böyük ölçülər hissələrin sıxlığında cüzi dəyişiklik olsa belə, buna nail olmaq mümkündür kritik vəziyyət. Əlbəttə ki, bu, partlayış olmadan baş verəcək - iş parçası sadəcə qızdırılacaq, lakin nikel örtük buraxıla bilər (və plutonium çox zəhərlidir).
Kritik məclis
Parçalanma məhsulları qeyri-sabitdir və müxtəlif radiasiyalar (neytronlar da daxil olmaqla) yayan "bərpa" üçün uzun müddət tələb olunur. Parçalanmadan sonra əhəmiyyətli bir müddət (onlarla saniyəyə qədər) buraxılan neytronlar gecikmiş adlanır və onların payı tez olanlarla (1% -dən az) müqayisədə kiçik olsa da, işdə oynadıqları rol nüvə qurğuları, ən mühümdür.
Partlayıcı linzalar yaxınlaşan dalğa yaratdı. Etibarlılıq hər blokda bir cüt detonator tərəfindən təmin edilmişdir.
Parçalanma məhsulları ətrafdakı atomlarla çoxsaylı toqquşmalar zamanı enerjilərini onlara verir, temperaturu artırır. Tərkibində parçalanan material olan bir yığıncaqda neytronlar göründükdən sonra istilik buraxma gücü arta və ya azala bilər və vahid vaxtda parçalanma sayının sabit olduğu bir montajın parametrləri kritik adlanır. Montajın kritikliyi həm böyük, həm də az sayda neytronla (müvafiq olaraq daha yüksək və ya aşağı istilik buraxma gücündə) qorunub saxlanıla bilər. İstilik gücü ya xaricdən kritik birləşməyə əlavə neytronların vurulması və ya montajın superkritik olması ilə artır (sonra əlavə neytronlar getdikcə daha çox parçalanan nüvələr tərəfindən təmin edilir). Məsələn, bir reaktorun istilik gücünü artırmaq lazımdırsa, o, hər bir sürətli neytron nəslinin əvvəlkindən bir qədər az olduğu bir rejimə gətirilir, lakin gecikmiş neytronlar sayəsində reaktor demək olar ki, nəzərəçarpacaq dərəcədə azalır. kritik vəziyyət. Sonra o, sürətlənmir, lakin yavaş-yavaş güc qazanır - beləliklə, neytron uducuları (kadmium və ya bor olan çubuqlar) tətbiq etməklə onun artımını lazımi anda dayandırmaq olar.
Plutonium qurğusu (mərkəzdə sferik təbəqə) uran-238, sonra isə alüminium təbəqəsi ilə əhatə olunmuşdu.
Parçalanma zamanı əmələ gələn neytronlar daha çox parçalanmaya səbəb olmadan ətrafdakı nüvələrin yanından uçurlar. Bir materialın səthinə nə qədər yaxın bir neytron yaranarsa, onun parçalanan materialdan qaçıb bir daha geri qayıtmamaq şansı bir o qədər çox olar. Buna görə də, ən çox sayda neytron saxlayan yığılma forması kürədir: verilmiş maddə kütləsi üçün onun minimum səth sahəsi var. İçərisində boşluqlar olmayan 94% U235-dən ibarət əhatəsiz (tək) top 49 kq kütlə və 85 mm radiusla kritik olur. Eyni uranın yığılması diametrinə bərabər olan bir silindrdirsə, 52 kq kütləsi ilə kritik olur. Sıxlıq artdıqca səth sahəsi də azalır. Buna görə partlayıcı sıxılma, parçalanan materialın miqdarını dəyişdirmədən, montajı kritik vəziyyətə gətirə bilər. Nüvə yükünün ümumi dizaynının əsasını məhz bu proses təşkil edir.
İlk nüvə silahları neytron mənbəyi kimi polonium və berilyumdan (mərkəzdə) istifadə edirdi.
Topun yığılması
Ancaq çox vaxt nüvə silahlarında istifadə olunan uran deyil, plutonium-239 olur. Uran-238-in güclü neytron axını ilə şüalanması ilə reaktorlarda istehsal olunur. Plutoniumun qiyməti U235-dən təxminən altı dəfə bahadır, lakin parçalanan zaman Pu239 nüvəsi orta hesabla 2.895 neytron buraxır - U235-dən (2.452) çox. Bundan əlavə, plutoniumun parçalanma ehtimalı daha yüksəkdir. Bütün bunlar ona gətirib çıxarır ki, tək bir Pu239 topu uran topundan demək olar ki, üç dəfə az kütlə ilə və ən əsası daha kiçik radiusla kritik olur ki, bu da kritik montajın ölçülərini azaltmağa imkan verir.
Partlayıcının partlamasından sonra seyrəkləşmə dalğasını azaltmaq üçün alüminium təbəqəsi istifadə olunub.
Montaj sferik təbəqə şəklində (içi boş) iki diqqətlə quraşdırılmış yarımdan hazırlanır; açıq-aydın subkritikdir - hətta termal neytronlar üçün və hətta bir moderator tərəfindən əhatə olunduqdan sonra. Çox dəqiq quraşdırılmış partlayıcı bloklardan ibarət bir yığının ətrafında bir yük quraşdırılmışdır. Neytronları xilas etmək üçün partlayış zamanı topun nəcib formasını qorumaq lazımdır - bunun üçün partlayıcı təbəqə bütün boyu eyni vaxtda partladılmalıdır. xarici səth, montajı bərabər şəkildə basaraq. Çox güman ki, bunun üçün çoxlu elektrik detonatorları lazımdır. Ancaq bu, yalnız "bomba tikintisi" nin başlanğıcında belə idi: onlarla detonatoru işə salmaq üçün çoxlu enerji və başlanğıc sisteminin əhəmiyyətli ölçüsü tələb olunurdu. Müasir yüklərdə, xüsusiyyətlərinə görə oxşar olan xüsusi texnika ilə seçilmiş bir neçə detonator istifadə olunur, onlardan yüksək stabil (partlama sürətinə görə) partlayıcı maddələr polikarbonat təbəqəsində frezelənmiş yivlərdə işə salınır (onların forması sferik səthdə Riemann həndəsəsi ilə hesablanır). üsulları). Təxminən 8 km / s sürətlə partlama tamamilə bərabər məsafələrdə yivlər boyunca hərəkət edəcək, eyni vaxtda çuxurlara çatacaq və əsas yükü partlatacaq - eyni zamanda bütün lazımi nöqtələrdə.
Rəqəmlər nüvə yükünün alov topunun həyatının ilk anlarını göstərir - radiasiya diffuziyası (a), isti plazmanın genişlənməsi və "blisterlərin" meydana gəlməsi (b) və ayrılma zamanı görünən diapazonda radiasiya gücünün artması. şok dalğasının (c).
İçəridə partlayış
İçəriyə doğru yönəldilmiş partlayış bir milyon atmosferdən çox təzyiqlə montajı sıxır. Plutoniumda montaj səthi azalır və demək olar ki, yox olur daxili boşluq, sıxlıq artır və çox tez - on mikrosaniyə ərzində sıxılan qurğu termal neytronlarla kritik vəziyyəti keçir və sürətli neytronlarla əhəmiyyətli dərəcədə superkritik olur.
Sürətli neytronların əhəmiyyətsiz yavaşlamasının əhəmiyyətsiz vaxtı ilə müəyyən edilən müddətdən sonra, onların hər biri yeni, daha çox nəsil, artıq dəhşətli təzyiqlə partlayan birləşmənin maddəsinə parçalanma yolu ilə 202 MeV enerji əlavə edir. Baş verən hadisələrin miqyasına görə, hətta ən yaxşı ərinti poladlarının gücü o qədər kiçikdir ki, partlayışın dinamikasını hesablayarkən heç kimin ağlına gəlmir. Kompleksin bir-birindən ayrılmasına mane olan yeganə şey ətalətdir: plutonium topunu onlarla nanosaniyə ərzində cəmi 1 sm genişləndirmək üçün maddəyə sürətlənmədən onlarla trilyon dəfə böyük bir sürət vermək lazımdır. sərbəst düşmə və bu asan deyil.
Sonda maddə hələ də səpələnir, parçalanma dayanır, lakin proses bununla bitmir: enerji ayrılmış nüvələrin ionlaşmış fraqmentləri və parçalanma zamanı buraxılan digər hissəciklər arasında yenidən bölüşdürülür. Onların enerjisi onlarla və hətta yüzlərlə MeV səviyyəsindədir, lakin yalnız elektrik cəhətdən neytral yüksək enerjili qamma kvant və neytronların maddə ilə qarşılıqlı təsirdən qaçmaq və “qaçmaq” şansı var. Yüklənmiş hissəciklər toqquşma və ionlaşma aktlarında tez enerji itirirlər. Bu vəziyyətdə radiasiya yayılır - bununla belə, bu, artıq sərt nüvə radiasiyası deyil, daha yumşaqdır, enerjisi üç dərəcə azdır, lakin hələ də elektronları atomlardan çıxarmaq üçün kifayət qədərdir - təkcə xarici qabıqlardan deyil, həm də ümumiyyətlə hər şeydən. Çılpaq nüvələrin, soyulmuş elektronların və hər kub santimetrə qram sıxlığı olan radiasiyanın qarışığı (alüminium sıxlığını əldə edən işıq altında nə qədər yaxşı qaraldığınızı təsəvvür etməyə çalışın!) - bir az əvvəl yük olan hər şey - daxil olur. tarazlığın bəzi oxşarlığı. Çox gənc alov topunda temperatur on milyonlarla dərəcəyə çatır.
Yanğın topu
Görünür ki, hətta işıq sürəti ilə hərəkət edən yumşaq radiasiya belə onu yaradan maddəni çox geridə qoymalıdır, lakin bu belə deyil: soyuq havada Kev enerjilərinin kvant diapazonu santimetrdir və onlar hərəkət etmirlər. düz xətt, lakin hərəkət istiqamətini dəyişdirin, hər qarşılıqlı əlaqə ilə yenidən yayılır. Quanta havanı ionlaşdırır və bir stəkan suya tökülən albalı suyu kimi onun içinə yayılır. Bu fenomen radiasiya diffuziyası adlanır.
Parçalanma partlamasının sona çatmasından bir neçə on nanosaniyə sonra 100 kt partlayışın gənc alov topunun radiusu 3 m və temperaturu təxminən 8 milyon Kelvindir. Lakin 30 mikrosaniyədən sonra onun radiusu 18 m-dir, baxmayaraq ki, temperatur milyon dərəcədən aşağı düşür. Top kosmosu yeyir və onun önünün arxasındakı ionlaşmış hava çətinliklə hərəkət edir: radiasiya diffuziya zamanı ona əhəmiyyətli impuls ötürə bilməz. Amma o, bu havaya nəhəng enerji vurur, onu qızdırır və radiasiya enerjisi bitdikdə, əvvəllər yük kimi içəridən partlayan isti plazmanın genişlənməsi səbəbindən top böyüməyə başlayır. Şişirilmiş bir qabarcıq kimi genişlənərək, plazma qabığı daha incə olur. Bir qabarcıqdan fərqli olaraq, əlbəttə ki, heç bir şey onu şişirtmir: ilə içəri demək olar ki, heç bir maddə qalmır, hamısı mərkəzdən ətalətlə uçur, lakin partlayışdan 30 mikrosaniyə sonra bu uçuşun sürəti 100 km/s-dən, maddədəki hidrodinamik təzyiq isə 150.000 atm-dən çoxdur! Həddindən artıq olmaq nazik qabıq təyin olunmur, partlayır, “qabarıqlar” əmələ gətirir.
Vakuum neytron borusunda tritiumla doymuş hədəf (katod) 1 və anod qurğusu 2 arasında yüz kilovolt impuls gərginliyi tətbiq edilir. Gərginlik maksimum olduqda, sürətləndirilməsi lazım olan anod və katod arasında deyterium ionlarının olması lazımdır. Bunun üçün bir ion mənbəyi istifadə olunur. Onun anoduna 3 alovlanma impulsu verilir və deyteriumla doymuş keramika 4-ün səthindən keçən axıdma deyterium ionlarını əmələ gətirir. Sürətlənərək, tritiumla doymuş bir hədəfi bombalayırlar, nəticədə 17,6 MeV enerji ayrılır və neytronlar və helium-4 nüvələri əmələ gəlir. Hissəciklərin tərkibi və hətta enerji çıxışı baxımından bu reaksiya füzyonla eynidir - yüngül nüvələrin birləşməsi prosesi. 1950-ci illərdə çoxları buna inanırdı, lakin sonradan məlum oldu ki, boruda “parçalanma” baş verir: ya proton, ya da neytron (deyterium ionunu təşkil edən, sürətlənmiş elektrik sahəsi) hədəf nüvədə (tritium) “ilişib qalır”. Əgər proton ilişib qalsa, neytron parçalanır və sərbəst olur.
Alov topunun enerjisini ötürmə mexanizmlərindən hansı mühitüstünlük təşkil edir, partlayışın gücündən asılıdır: böyükdürsə, əsas rolu radiasiya diffuziyası oynayır, əgər kiçikdirsə, plazma qabarcığının genişlənməsi böyük rol oynayır. Aydındır ki, hər iki mexanizm effektiv olduqda aralıq vəziyyət də mümkündür.
Proses yeni hava təbəqələrini tutur; artıq bütün elektronları atomlardan ayırmaq üçün kifayət qədər enerji yoxdur. İonlaşmış təbəqənin və plazma qabarcıqlarının enerjisi tükənir, onlar artıq qarşısındakı nəhəng kütləni hərəkət etdirə bilmir və nəzərəçarpacaq dərəcədə yavaşlayır. Amma partlayışdan əvvəl hava olan şey hərəkət edir, topdan qoparaq, getdikcə daha çox soyuq hava qatını özünə çəkir... Zərbə dalğasının formalaşması başlayır.
Şok dalğası və atom göbələyi
Zərbə dalğası alov topundan ayrıldıqda, emissiya təbəqəsinin xüsusiyyətləri dəyişir və spektrin optik hissəsində radiasiya gücü kəskin şəkildə artır (birinci maksimum adlanır). Sonra, işıqlandırma prosesləri və ətrafdakı havanın şəffaflığında dəyişikliklər rəqabət aparır ki, bu da ikinci maksimumun, daha az güclü, lakin daha uzun müddətə həyata keçirilməsinə səbəb olur - o qədər ki, işıq enerjisinin çıxışı birinci maksimumdan daha çoxdur. .
Partlayışın yaxınlığında ətrafdakı hər şey buxarlanır, daha uzaqda əriyir, lakin daha da uzaqda, istilik axını ərimək üçün artıq kifayət etmir. bərk maddələr, torpaq, qayalar, evlər qazın dəhşətli təzyiqi altında maye kimi axır, bütün güclü bağları məhv edir, gözlərə dözülməz bir parıltıya qızdırılır.
Nəhayət, zərbə dalğası partlama nöqtəsindən çox uzaqlaşır, burada boş və zəifləmiş, lakin dəfələrlə genişlənmiş, yükün plazması nədən və nədən kiçik və çox radioaktiv toza çevrilən qatılaşdırılmış buxar buludları qalır. Mümkün qədər uzaqda qalmalı olduğu yerə qorxunc saatda yaxın idi. Bulud qalxmağa başlayır. O, soyuyur, rəngini dəyişir, qatılaşdırılmış rütubətdən ibarət ağ papaq “qoyur”, ardınca yerin səthindən toz gəlir və ümumiyyətlə “atom göbələyi” adlandırılan “ayağını” əmələ gətirir.
Neytron başlanğıcı
Diqqətli oxucular əllərindəki karandaşla partlayış zamanı enerjinin ayrılmasını təxmin edə bilərlər. Montajın superkritik vəziyyətdə olduğu vaxt mikrosaniyələr, neytronların yaşı pikosaniyələr səviyyəsindədir və vurma əmsalı 2-dən az olduqda, təxminən bir gigajoul enerji ayrılır ki, bu da ona ekvivalentdir. ... 250 kq trotil. Kilo- və meqatonlar haradadır?
Neytronlar - yavaş və sürətli
Parçalanmayan bir maddədə nüvələrdən “sıçrayaraq” neytronlar enerjilərinin bir hissəsini onlara ötürürlər, nüvələr nə qədər yüngül olarsa (kütləvi olaraq onlara daha yaxındır). Daha çox daha çox toqquşmalar, neytronlar iştirak edir, onlar daha çox yavaşlayır və nəhayət ətrafdakı maddə ilə istilik tarazlığına gəlirlər - onlar istiliklənir (bu, milli saniyə çəkir). Termal neytron sürəti 2200 m/s-dir (enerji 0,025 eV). Neytronlar moderatordan qaça bilər və onun nüvələri tərəfindən tutulur, lakin mülayim olduqda onların nüvə reaksiyalarına daxil olmaq qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə artır, buna görə də "itirməyən" neytronlar sayların azalmasını kompensasiya etməkdən daha çox olur.
Beləliklə, parçalanan materialdan ibarət bir top moderatorla əhatə olunarsa, bir çox neytron moderatordan ayrılacaq və ya ona udulacaq, lakin bəziləri də topa qayıdacaq (“əks etdirəcək”) və enerjisini itirərək, parçalanma hadisələrinə səbəb olma ehtimalı daha yüksəkdir. Top 25 mm qalınlığında berilyum təbəqəsi ilə əhatə olunarsa, 20 kq U235 qənaət edilə bilər və hələ də montajın kritik vəziyyətinə nail ola bilər. Lakin bu cür qənaət vaxt bahasına başa gəlir: neytronların hər sonrakı nəsli parçalanmaya səbəb olmamışdan əvvəl əvvəlcə yavaşlamalıdır. Bu gecikmə vahid vaxtda doğulan neytron nəsillərinin sayını azaldır, yəni enerjinin ayrılması gecikir. Montajda parçalanan material nə qədər az olarsa, zəncirvari reaksiyanı inkişaf etdirmək üçün bir o qədər çox moderator tələb olunur və parçalanma getdikcə daha az enerjili neytronlarla baş verir. Həddindən artıq vəziyyətdə, kritikliyə yalnız termal neytronlarla, məsələn, yaxşı bir moderatorda - suda uran duzlarının bir həllində əldə edildikdə, yığıncaqların kütləsi yüzlərlə qramdır, lakin məhlul sadəcə vaxtaşırı qaynayır. Buraxılan buxar qabarcıqları parçalanan maddənin orta sıxlığını azaldır, zəncirvari reaksiya dayanır və qabarcıqlar mayeni tərk etdikdə parçalanma baş verməsi təkrarlanır (gəmini bağlasanız, buxar onu partlayacaq - lakin bu termal olacaq. bütün tipik "nüvə" əlamətlərindən məhrum olan partlayış).
Məsələ burasındadır ki, məclisdəki parçalanma zənciri bir neytronla başlamır: tələb olunan mikrosaniyədə onlar milyonlarla insan tərəfindən superkritik birləşməyə vurulur. İlk nüvə yüklərində bunun üçün plutonium qurğusunun içərisindəki boşluqda yerləşən izotop mənbələri istifadə edilmişdir: polonium-210, sıxılma anında berillium ilə birləşərək alfa hissəcikləri ilə neytron emissiyasına səbəb olmuşdur. Lakin bütün izotopik mənbələr kifayət qədər zəifdir (birinci Amerika məhsulu mikrosaniyədə bir milyon neytrondan az istehsal olunur) və polonium çox tez xarabdır - cəmi 138 gündə aktivliyini yarıya qədər azaldır. Buna görə də, izotoplar daha az təhlükəli olanlarla (açılmadıqda buraxmayan) və ən əsası, daha intensiv emissiya edən neytron boruları (yan panelə baxın): bir neçə mikrosaniyədə (borunun yaratdığı nəbzin müddəti) əvəz edilmişdir. ) yüz milyonlarla neytron yaranır. Ancaq işləmirsə və ya səhv vaxtda işləyirsə, sözdə partlayış və ya "zilç" baş verəcək - aşağı güclü termal partlayış.
Neytron başlanması təkcə nüvə partlayışının enerji buraxılışını bir çox miqyasda artırmır, həm də onu tənzimləməyə imkan verir! Aydındır ki, bir döyüş tapşırığı aldıqdan sonra, nüvə zərbəsinin gücünü təyin edərkən, heç kim onu müəyyən bir güc üçün optimal olan bir plutonium qurğusu ilə təchiz etmək üçün yükü sökməz. Dəyişdirilə bilən TNT ekvivalenti olan döyüş sursatlarında, sadəcə olaraq neytron borusuna tədarük gərginliyini dəyişdirmək kifayətdir. Müvafiq olaraq, neytron verimi və enerji buraxılması dəyişəcək (təbii ki, güc bu şəkildə azaldıqda çoxlu bahalı plutonium boş yerə sərf olunur).
Ancaq enerjinin sərbəst buraxılmasını tənzimləmək zərurəti haqqında çox sonra və birincidə düşünməyə başladılar müharibədən sonrakı illər gücün azaldılmasından söhbət gedə bilməzdi. Daha güclü, daha güclü və daha güclü! Lakin subkritik sferanın icazə verilən ölçülərində nüvə fiziki və hidrodinamik məhdudiyyətlərin olduğu ortaya çıxdı. Yüz kilotonluq partlayışın TNT ekvivalenti yalnız parçalanmanın baş verdiyi birfazalı sursatlar üçün fiziki həddə yaxındır. Nəticədə, parçalanma əsas enerji mənbəyi kimi tərk edildi və onlar başqa bir sinfin reaksiyalarına - birləşməyə arxalandılar.
Nüvə reaktoru rəvan və səmərəli işləyir. Əks halda, bildiyiniz kimi, problem olacaq. Bəs içəridə nə baş verir? Nüvə (nüvə) reaktorunun iş prinsipini qısa, aydın, dayanacaqlarla formalaşdırmağa çalışaq.
Əslində nüvə partlayışı zamanı olduğu kimi orada da eyni proses gedir. Yalnız partlayış çox tez baş verir və reaktorda hər şey uzanır uzun müddət. Nəticədə hər şey təhlükəsiz və sağlam qalır və biz enerji alırıq. Ətrafdakı hər şey bir anda məhv ediləcəyi qədər deyil, şəhəri elektriklə təmin etmək üçün kifayətdir.
İdarə olunan nüvə reaksiyasının necə baş verdiyini başa düşməzdən əvvəl bunun nə olduğunu bilməlisiniz nüvə reaksiyası bütün.
nüvə reaksiyası transformasiya (bölünmə) prosesidir atom nüvələri elementar hissəciklər və qamma şüaları ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda.
Nüvə reaksiyaları həm enerjinin udulması, həm də sərbəst buraxılması ilə baş verə bilər. Reaktor ikinci reaksiyalardan istifadə edir.
Nüvə reaktoru məqsədi enerjinin ayrılması ilə idarə olunan nüvə reaksiyasını saxlamaq olan bir cihazdır.
Çox vaxt nüvə reaktoruna atom reaktoru da deyilir. Qeyd edək ki, burada fundamental fərq yoxdur, lakin elm baxımından “nüvə” sözünün işlədilməsi daha düzgündür. İndi nüvə reaktorlarının bir çox növləri var. Bunlar elektrik stansiyalarında enerji əldə etmək üçün nəzərdə tutulmuş nəhəng sənaye reaktorları, sualtı qayıqların nüvə reaktorları, elmi təcrübələrdə istifadə olunan kiçik eksperimental reaktorlardır. Hətta dəniz suyunu duzsuzlaşdırmaq üçün istifadə olunan reaktorlar var.
Nüvə reaktorunun yaradılması tarixi
İlk nüvə reaktoru o qədər də uzaq olmayan 1942-ci ildə işə salındı. Bu, Ferminin rəhbərliyi altında ABŞ-da baş verdi. Bu reaktor Chicago Woodpile adlanırdı.
1946-cı ildə Kurçatovun rəhbərliyi ilə işə salınan ilk sovet reaktoru fəaliyyətə başladı. Bu reaktorun gövdəsi diametri yeddi metr olan bir top idi. İlk reaktorlarda soyutma sistemi yox idi və onların gücü minimal idi. Yeri gəlmişkən, sovet reaktorunun orta gücü 20 Vatt, Amerikanınkı isə cəmi 1 Vatt idi. Müqayisə üçün: müasir güc reaktorlarının orta gücü 5 Gigavatdır. Dünyanın ilk sənaye reaktorunun işə salınmasından on ildən az bir müddət sonra nüvə stansiyası Obninsk şəhərində.
Nüvə (nüvə) reaktorunun iş prinsipi
Hər hansı bir nüvə reaktoru bir neçə hissədən ibarətdir: əsas ilə yanacaq Və moderator , neytron reflektoru , soyuducu , nəzarət və mühafizə sistemi . İzotoplar ən çox reaktorlarda yanacaq kimi istifadə olunur. uran (235, 238, 233), plutonium (239) və torium (232). Aktiv zona axan bir qazandır düz su(soyuducu). Digər soyuducu maddələr arasında "ağır su" və maye qrafit daha az istifadə olunur. Atom elektrik stansiyalarının işindən danışırıqsa, istilik hasil etmək üçün nüvə reaktorundan istifadə olunur. Elektrik enerjisinin özü digər elektrik stansiyalarında olduğu kimi eyni üsulla istehsal olunur - buxar turbin fırlanır və hərəkət enerjisi elektrik enerjisinə çevrilir.
Aşağıda nüvə reaktorunun işinin diaqramı verilmişdir.
Artıq dediyimiz kimi, ağır uran nüvəsinin parçalanması daha yüngül elementlər və bir neçə neytron əmələ gətirir. Yaranan neytronlar digər nüvələrlə toqquşaraq onların parçalanmasına səbəb olur. Eyni zamanda, neytronların sayı uçqun kimi artır.
Burada qeyd edilməlidir neytronların çoxalma faktoru . Beləliklə, əgər bu əmsal birə bərabər dəyəri keçərsə, nüvə partlayışı. Dəyər birdən azdırsa, çox az neytron var və reaksiya sönür. Ancaq əmsalın dəyərini birə bərabər saxlasanız, reaksiya uzun və sabit davam edəcəkdir.
Sual budur ki, bunu necə etmək olar? Reaktorda yanacaq sözdə var yanacaq elementləri (TVELax). Bunlar kiçik tabletlər şəklində olan çubuqlardır. nüvə yanacağı . Yanacaq çubuqları bir reaktorda yüzlərlə ola bilən altıbucaqlı formalı kasetlərə birləşdirilir. Yanacaq çubuqları olan kasetlər şaquli şəkildə yerləşdirilir və hər bir yanacaq çubuğunda onun nüvəyə batırılma dərinliyini tənzimləməyə imkan verən bir sistem var. Onların arasında kasetlərin özləri ilə yanaşı, var nəzarət çubuqları Və fövqəladə qoruyucu çubuqlar . Çubuqlar neytronları yaxşı udan materialdan hazırlanır. Beləliklə, nəzarət çubuqları nüvədə müxtəlif dərinliklərə endirilə bilər və bununla da neytronların çoxalma əmsalı tənzimlənir. Təcili çubuqlar fövqəladə vəziyyətdə reaktoru bağlamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.
Nüvə reaktoru necə işə salınıb?
İş prinsipinin özünü anladıq, amma reaktoru necə işə salmaq və işləmək lazımdır? Kobud desək, burada - uran parçasıdır, lakin zəncirvari reaksiya onda öz-özünə başlamır. Fakt budur ki, nüvə fizikasında bir anlayış var kritik kütlə .
Kritik kütlə nüvə zəncirvari reaksiyaya başlamaq üçün lazım olan parçalanan materialın kütləsidir.
Yanacaq çubuqlarının və idarəetmə çubuqlarının köməyi ilə reaktorda əvvəlcə nüvə yanacağının kritik kütləsi yaradılır, sonra isə reaktor bir neçə mərhələdə optimal güc səviyyəsinə çatdırılır.
Bu yazıda sizə nüvə (nüvə) reaktorunun quruluşu və iş prinsipi haqqında ümumi fikir verməyə çalışdıq. Mövzu ilə bağlı hər hansı sualınız varsa və ya universitetdə nüvə fizikası ilə bağlı problemlə bağlı sualınız varsa, zəhmət olmasa əlaqə saxlayın şirkətimizin mütəxəssislərinə. Həmişə olduğu kimi, təhsilinizlə bağlı istənilən aktual problemi həll etməyə kömək etməyə hazırıq. Biz bununla məşğul olarkən diqqətinizə daha bir maarifləndirici video təqdim edirik!
Nüvə enerjisi istehsalı müasir və sürətlə inkişaf edən elektrik enerjisi istehsalı üsuludur. Atom elektrik stansiyalarının necə işlədiyini bilirsinizmi? Atom elektrik stansiyasının iş prinsipi nədir? Bu gün hansı növ nüvə reaktorları mövcuddur? Nüvə elektrik stansiyasının iş sxemini ətraflı nəzərdən keçirməyə, nüvə reaktorunun strukturunu araşdırmağa və elektrik enerjisi istehsalının nüvə üsulunun nə qədər təhlükəsiz olduğunu öyrənməyə çalışacağıq.
İstənilən stansiya yaşayış məntəqəsindən uzaq olan qapalı ərazidir. Onun ərazisində bir neçə bina var. Ən mühüm struktur reaktor binasıdır, onun yanında reaktorun idarə olunduğu turbin otağı və təhlükəsizlik binası yerləşir.
Nüvə reaktoru olmadan sxem mümkün deyil. Atom (nüvə) reaktoru neytronların parçalanmasının zəncirvari reaksiyasını təşkil etmək üçün nəzərdə tutulmuş nüvə elektrik stansiyası cihazıdır. məcburi ayrılması bu prosesdə enerji. Bəs atom elektrik stansiyasının iş prinsipi nədir?
Bütün reaktor qurğusu reaktor binasında, reaktoru gizlədən və qəza zamanı nüvə reaksiyasının bütün məhsullarını özündə saxlayan böyük beton qüllədə yerləşir. Bu böyük qüllə mühafizə, hermetik qabıq və ya mühafizə zonası adlanır.
Yeni reaktorlarda hermetik zonada 2 qalın beton divar var - qabıqlar.
80 sm qalınlığında olan xarici qabıq mühafizə zonasını xarici təsirlərdən qoruyur.
1 metr 20 sm qalınlığında olan daxili qabıqda betonun gücünü demək olar ki, üç dəfə artıran və strukturun dağılmasının qarşısını alan xüsusi polad kabellər var. İçəridə xidmət üçün nəzərdə tutulmuş nazik bir xüsusi polad təbəqə ilə örtülmüşdür əlavə qorunma saxlama və qəza baş verdikdə reaktorun tərkibini saxlama zonasından kənara buraxmayın.
Atom elektrik stansiyasının bu dizaynı ona 200 tona qədər çəkisi olan təyyarə qəzasına, 8 bal gücündə zəlzələyə, tornadoya və sunamiyə tab gətirməyə imkan verir.
İlk möhürlənmiş qabıq 1968-ci ildə Amerikanın Konnektikut Yanki atom elektrik stansiyasında quruldu.
Saxlama zonasının ümumi hündürlüyü 50-60 metrdir.
Nüvə reaktoru nədən ibarətdir?
Nüvə reaktorunun iş prinsipini və buna görə də nüvə elektrik stansiyasının iş prinsipini başa düşmək üçün reaktorun komponentlərini başa düşməlisiniz. 
- Aktiv zona. Bu, nüvə yanacağının (yanacaq generatoru) və moderatorun yerləşdirildiyi sahədir. Yanacaq atomları (ən çox uran yanacaqdır) zəncirvari parçalanma reaksiyasına məruz qalır. Moderator parçalanma prosesini idarə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur və sürət və güc baxımından tələb olunan reaksiyaya imkan verir.
- Neytron reflektoru. Reflektor nüvəni əhatə edir. Moderatorla eyni materialdan ibarətdir. Əslində bu bir qutudur, onun əsas məqsədi neytronların nüvədən çıxıb ətraf mühitə daxil olmasının qarşısını almaqdır.
- Soyuducu. Soyuducu yanacaq atomlarının parçalanması zamanı ayrılan istiliyi udmalı və onu digər maddələrə ötürməlidir. Soyuducu əsasən atom elektrik stansiyasının necə qurulduğunu müəyyənləşdirir. Bu gün ən məşhur soyuducu sudur.
Reaktor idarəetmə sistemi. Atom elektrik stansiyasının reaktorunu gücləndirən sensorlar və mexanizmlər.
Atom elektrik stansiyaları üçün yanacaq
Atom elektrik stansiyası nə ilə işləyir? Atom elektrik stansiyaları üçün yanacaq radioaktiv xüsusiyyətlərə malik kimyəvi elementlərdir. Bütün atom elektrik stansiyalarında bu element urandır.
Stansiyaların dizaynı nüvə elektrik stansiyalarının təmiz deyil, mürəkkəb kompozit yanacaqla işləməsini nəzərdə tutur kimyəvi element. Və nüvə reaktoruna yüklənən təbii urandan uran yanacağını çıxarmaq üçün çoxlu manipulyasiyalar aparılmalıdır.
Zənginləşdirilmiş uran
Uran iki izotopdan ibarətdir, yəni müxtəlif kütlələrə malik nüvələri ehtiva edir. Onlara proton və neytronların sayına görə izotop -235 və izotop-238 ad verilmişdir. 20-ci əsrin tədqiqatçıları filizdən uran 235 çıxarmağa başladılar, çünki... parçalamaq və dəyişdirmək daha asan idi. Məlum oldu ki, təbiətdə belə uran cəmi 0,7% təşkil edir (qalan faiz 238-ci izotopun payına düşür). 
Bu halda nə etməli? Onlar uranı zənginləşdirmək qərarına gəliblər. Uranın zənginləşdirilməsi bir çox zəruri 235x izotopunun və bir neçə lazımsız 238x izotopunun qaldığı bir prosesdir. Uran zənginləşdirənlərin vəzifəsi 0,7%-i demək olar ki, 100%-lik uran-235-ə çevirməkdir.
Uran iki texnologiyadan istifadə etməklə zənginləşdirilə bilər: qaz diffuziyası və ya qaz sentrifuqası. Onlardan istifadə etmək üçün filizdən çıxarılan uran qaz halına çevrilir. Qaz şəklində zənginləşdirilmişdir.
Uran tozu
Zənginləşdirilmiş uran qazı bərk vəziyyətə - uran dioksidinə çevrilir. Bu saf bərk uran 235 iri ağ kristallar kimi görünür, sonradan uran tozuna çevrilir.
Uran tabletləri
Uran tabletləri bir neçə santimetr uzunluğunda möhkəm metal disklərdir. Uran tozundan belə tabletlər yaratmaq üçün bir maddə ilə qarışdırılır - plastifikator, tabletlərin sıxılmasının keyfiyyətini yaxşılaşdırır;
Tabletlərə xüsusi möhkəmlik və yüksək temperaturlara davamlılıq vermək üçün preslənmiş şaybalar 1200 dərəcə Selsi temperaturunda bir sutkadan artıq bişirilir. Atom elektrik stansiyasının necə işləməsi bilavasitə uran yanacağının nə qədər yaxşı sıxılmasından və bişməsindən asılıdır. 
Tabletlər molibden qutularında bişirilir, çünki yalnız bu metal bir yarım min dərəcədən çox olan "cəhənnəm" temperaturda əriməməyə qadirdir. Bundan sonra atom elektrik stansiyaları üçün uran yanacağı hazır hesab edilir.
TVEL və FA nədir?
Reaktorun nüvəsi nəhəng diskə və ya divarlarında deşiklər olan boruya bənzəyir (reaktorun növündən asılı olaraq), 5 dəfə böyükdür. insan bədəni. Bu dəliklərdə atomları istənilən reaksiyanı həyata keçirən uran yanacağı var.
Bütün stansiyanın partlamasını və yaxınlıqdakı bir neçə ştat üçün fəsadlar törətməsini istəməyincə, sadəcə olaraq reaktora yanacaq atmaq mümkün deyil. Buna görə uran yanacağı yanacaq çubuqlarına yerləşdirilir və sonra yanacaq birləşmələrində toplanır. Bu abbreviaturalar nə deməkdir?
- TVEL – yanacaq elementi (eyni adla qarışdırılmamalıdır rus şirkəti, onları istehsal edən). Bu, mahiyyətcə sirkonium ərintilərindən hazırlanmış nazik və uzun sirkonium borusudur və içərisinə uran tabletləri yerləşdirilir. Məhz yanacaq çubuqlarında uran atomları bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmağa başlayır və reaksiya zamanı istilik buraxır.
Yanacaq çubuqlarının istehsalı üçün material kimi odadavamlılığına və korroziyaya qarşı xüsusiyyətlərinə görə sirkonium seçilmişdir.
Yanacaq çubuqlarının növü reaktorun növü və quruluşundan asılıdır. Bir qayda olaraq, yanacaq çubuqlarının strukturu və məqsədi dəyişmir, borunun uzunluğu və eni fərqli ola bilər; 
Maşın bir sirkonium borusuna 200-dən çox uran qranulları yükləyir. Ümumilikdə reaktorda eyni vaxtda 10 milyona yaxın uran qranulları işləyir.
FA - yanacaq yığılması. AES işçiləri yanacaq yığımlarını paketlər adlandırırlar.
Əslində bunlar bir-birinə bərkidilmiş bir neçə yanacaq çubuğudur. FA bitmiş nüvə yanacağıdır, bir nüvə stansiyası nə üzərində işləyir. Nüvə reaktoruna yüklənən yanacaq birləşmələridir. Bir reaktorda təxminən 150-400 yanacaq dəsti yerləşdirilir.
Yanacaq birləşmələrinin işləyəcəyi reaktordan asılı olaraq, onlar ola bilər müxtəlif formalar. Bəzən bağlamalar kub şəklində, bəzən silindrik, bəzən altıbucaqlı bir forma bükülür.
4 illik istismar müddətində bir yanacaq yığımı 670 avtomobil kömür, 730 təbii qaz və ya neftlə yüklənmiş 900 çən yandırarkən eyni miqdarda enerji istehsal edir.
Bu gün yanacaq dəstləri əsasən Rusiya, Fransa, ABŞ və Yaponiyadakı zavodlarda istehsal olunur.
Atom elektrik stansiyaları üçün yanacağın başqa ölkələrə çatdırılması üçün yanacaq birləşmələri uzun və enli metal borularda möhürlənir, borulardan hava çıxarılır və xüsusi maşınlar yük təyyarələrinin göyərtəsində çatdırılıb.
Atom elektrik stansiyaları üçün nüvə yanacağı hədsiz dərəcədə ağırdır, çünki... uran ən çox biridir ağır metallar planetdə. Onun xüsusi çəkisi Poladdan 2,5 dəfə çoxdur.
Atom elektrik stansiyası: iş prinsipi
Atom elektrik stansiyasının iş prinsipi nədir? Atom elektrik stansiyalarının iş prinsipi radioaktiv maddənin - uranın atomlarının parçalanmasının zəncirvari reaksiyasına əsaslanır. Bu reaksiya nüvə reaktorunun nüvəsində baş verir.
BİLMƏK VACİBDİR:
Nüvə fizikasının incəliklərinə girmədən, nüvə elektrik stansiyasının iş prinsipi belə görünür:
Nüvə reaktoru işə salındıqdan sonra yanacaq çubuqlarından uducu çubuqlar çıxarılır ki, bu da uranın reaksiya verməsinin qarşısını alır.
Çubuqlar çıxarıldıqdan sonra uran neytronları bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olmağa başlayır.
Neytronlar toqquşduqda atom səviyyəsində mini partlayış baş verir, enerji ayrılır və yeni neytronlar yaranır, zəncirvari reaksiya baş verməyə başlayır. Bu proses istilik əmələ gətirir.
İstilik soyuducuya ötürülür. Soğutucunun növündən asılı olaraq, turbin fırlanan buxar və ya qaza çevrilir.
Turbin elektrik generatorunu idarə edir. Əslində elektrik cərəyanını yaradan odur.
Prosesə nəzarət etməsəniz, uran neytronları reaktoru partlayana qədər bir-biri ilə toqquşaraq bütün atom elektrik stansiyasını darmadağın edə bilər. Proses kompüter sensorları tərəfindən idarə olunur. Onlar reaktorda temperatur artımını və ya təzyiq dəyişikliklərini aşkar edir və reaksiyaları avtomatik dayandıra bilirlər.
Atom elektrik stansiyalarının iş prinsipi istilik elektrik stansiyalarından (İES) nə ilə fərqlənir?
Yalnız ilk mərhələlərdə işdə fərqlər var. Atom elektrik stansiyasında soyuducu uran yanacağının atomlarının parçalanmasından istilik alır, soyuducu üzvi yanacağın (kömür, qaz və ya neft) yanmasından istilik alır. Ya uran atomları, ya da qaz və kömür istilik buraxdıqdan sonra atom elektrik stansiyalarının və istilik elektrik stansiyalarının iş sxemləri eynidir.
Nüvə reaktorlarının növləri
Atom elektrik stansiyasının necə işləməsi onun nüvə reaktorunun necə işlədiyindən asılıdır. Bu gün neyronların spektrinə görə təsnif edilən iki əsas reaktor növü var:
Yavaş neytron reaktoru, həmçinin istilik reaktoru adlanır.
Onun işləməsi üçün zənginləşdirmə, uran qranullarının yaradılması və s. mərhələlərdən keçən uran 235 istifadə olunur. Bu gün reaktorların böyük əksəriyyəti yavaş neytronlardan istifadə edir.
Sürətli neytron reaktoru.
Bu reaktorlar gələcəkdir, çünki... Onlar təbiətdə bir qəpik olan uran-238 üzərində işləyirlər və bu elementi zənginləşdirməyə ehtiyac yoxdur. Belə reaktorların yeganə dezavantajı layihələndirmə, tikinti və işə salınma xərclərinin çox yüksək olmasıdır. Bu gün sürətli neytron reaktorları yalnız Rusiyada işləyir.
Sürətli neytron reaktorlarında soyuducu civə, qaz, natrium və ya qurğuşundur.
Bu gün dünyada bütün atom elektrik stansiyalarının istifadə etdiyi yavaş neytron reaktorları da bir neçə növdə olur.
MAQATE təşkilatı (beynəlxalq agentlik atom Enerjisi) dünya nüvə enerjisi sənayesində ən çox istifadə olunan öz təsnifatını yaratmışdır. Atom elektrik stansiyasının iş prinsipi əsasən soyuducu və moderatorun seçimindən asılı olduğundan, MAQATE təsnifatını bu fərqlərə əsaslandırıb.
Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən deuterium oksidi ideal bir moderator və soyuducudur, çünki onun atomları digər maddələrlə müqayisədə uranın neytronları ilə ən effektiv qarşılıqlı təsir göstərir. Sadə dillə desək, ağır su öz vəzifəsini minimum itki və maksimum nəticə ilə yerinə yetirir. Bununla belə, onun istehsalı pula başa gəlir, adi "yüngül" və tanış sudan istifadə etmək daha asandır.
Nüvə reaktorları haqqında bir neçə fakt...
Maraqlıdır ki, bir atom elektrik stansiyasının reaktorunu tikmək üçün ən azı 3 il lazımdır!
Reaktor qurmaq üçün insanı öldürə biləcək cərəyandan milyon dəfə yüksək olan 210 kilo Amper elektrik cərəyanı ilə işləyən avadanlıq lazımdır.
Nüvə reaktorunun bir qabığının (struktur elementinin) çəkisi 150 tondur. Bir reaktorda 6 belə element var.
Təzyiqli su reaktoru
Biz artıq hər şeyi perspektivə qoymaq üçün atom elektrik stansiyasının necə işlədiyini öyrəndik, gəlin ən məşhur təzyiqli su nüvə reaktorunun necə işlədiyinə baxaq.
Bu gün bütün dünyada 3+ nəsil təzyiqli su reaktorlarından istifadə olunur. Onlar ən etibarlı və təhlükəsiz hesab olunurlar.
Dünyadakı bütün təzyiqli su reaktorları, işlədikləri bütün illər ərzində, artıq 1000 ildən çox problemsiz iş yığıblar və heç vaxt ciddi sapmalara yol verməyiblər. 
Təzyiqli su reaktorlarından istifadə edən atom elektrik stansiyalarının quruluşu, yanacaq çubuqları arasında 320 dərəcəyə qədər qızdırılan distillə edilmiş suyun dövranını nəzərdə tutur. Buxar vəziyyətinə düşməməsi üçün 160 atmosfer təzyiq altında saxlanılır. Atom elektrik stansiyasının diaqramı onu ilkin dövrə suyu adlandırır.
Qızdırılan su buxar generatoruna daxil olur və istiliyini ikincil dövrə suyuna verir, bundan sonra yenidən reaktora "qaytarır". Xarici olaraq, birinci dövrənin su borularının digər borularla - ikinci dövrənin suyu ilə təmasda olduğu görünür, onlar bir-birinə istilik ötürür, lakin sular təmasda deyil. Borular təmasdadır.
Beləliklə, elektrik enerjisinin istehsalı prosesində daha da iştirak edəcək ikincil dövrə suyuna radiasiyanın daxil olması ehtimalı istisna edilir.
AES-in istismar təhlükəsizliyi
Atom elektrik stansiyalarının iş prinsipini öyrəndikdən sonra biz təhlükəsizliyin necə işlədiyini başa düşməliyik. Bu gün atom elektrik stansiyalarının dizaynı təhlükəsizlik qaydalarına diqqətin artırılmasını tələb edir.
AES-in təhlükəsizlik xərcləri stansiyanın özünün ümumi dəyərinin təxminən 40%-ni təşkil edir. 
Atom elektrik stansiyasının dizaynına radioaktiv maddələrin buraxılmasının qarşısını alan 4 fiziki maneə daxildir. Bu maneələr nə etməlidir? Lazımi anda nüvə reaksiyasını dayandıra, nüvədən və reaktorun özündən daimi istiliyin çıxarılmasını təmin edə və radionuklidlərin mühafizə zonasından (germetik zona) kənara çıxmasının qarşısını ala bil.
- Birinci maneə uran qranullarının gücüdür. Onların nüvə reaktorunda yüksək temperaturda məhv edilməməsi vacibdir. Atom elektrik stansiyasının necə işləməsi, ilkin istehsal mərhələsində uran qranullarının necə “bişirildiyindən” asılıdır. Uran yanacağı qranulları düzgün bişirilməsə, reaktorda uran atomlarının reaksiyaları gözlənilməz olacaq.
- İkinci maneə yanacaq çubuqlarının sıxlığıdır. Zirkonyum boruları sıx şəkildə bağlanmalıdır, əgər möhür qırılırsa, ən yaxşı halda reaktor zədələnəcək və ən pis halda hər şey havaya uçacaq;
- Üçüncü maneə davamlı polad reaktor gəmisidir a, (eyni böyük qüllə - hermetik zona) bütün radioaktiv prosesləri "tutar". Korpus zədələnərsə, radiasiya atmosferə qaçacaq.
- Dördüncü maneə fövqəladə mühafizə çubuqlarıdır. Moderatorları olan çubuqlar 2 saniyə ərzində bütün neytronları udmaq və zəncirvari reaksiyanı dayandıra bilən maqnitlər vasitəsilə nüvənin üstündə asılır.
Əgər bir çox mühafizə dərəcəsinə malik atom elektrik stansiyasının tikintisinə baxmayaraq, reaktorun nüvəsini lazımi vaxtda soyutmaq mümkün deyilsə və yanacağın temperaturu 2600 dərəcəyə qalxarsa, o zaman son ümid təhlükəsizlik sistemləri - sözdə ərimə tələsi.
Fakt budur ki, bu temperaturda reaktor gəmisinin dibi əriyəcək və nüvə yanacağının və ərimiş strukturların bütün qalıqları reaktorun nüvəsinin üstündə asılmış xüsusi bir "şüşə" axacaq.
Ərimə tələsi soyuducuda saxlanılır və odadavamlıdır. O, parçalanma zəncirvari reaksiyasını tədricən dayandıran "qurban materialı" ilə doldurulur.
Beləliklə, atom elektrik stansiyasının dizaynı hər hansı bir qəza ehtimalını demək olar ki, tamamilə aradan qaldıran bir neçə mühafizə dərəcəsini nəzərdə tutur.
Antik dövrün yüz minlərlə məşhur və unudulmuş silah ustası bir kliklə düşmən ordusunu buxarlamağa qadir olan ideal silah axtarışında vuruşdular. Zaman-zaman bu axtarışların izinə az-çox inandırıcı şəkildə möcüzə qılıncını və ya əskiksiz dəyən kamanı təsvir edən nağıllarda tapmaq olar.
Xoşbəxtlikdən texnoloji tərəqqi uzun müddət o qədər ləng getdi ki, dağıdıcı silahın əsl təcəssümü yuxularda və şifahi hekayələrdə, daha sonra isə kitab səhifələrində qaldı. 19-cu əsrin elmi və texnoloji sıçrayışı 20-ci əsrin əsas fobiyasının yaranmasına şərait yaratdı. Real şəraitdə yaradılmış və sınaqdan keçirilmiş nüvə bombası həm hərbi sahədə, həm də siyasətdə inqilab etdi.
Silahların yaranma tarixi
Uzun müddət ən güclü silahların yalnız partlayıcılardan istifadə etməklə yaradıla biləcəyinə inanılırdı. Ən kiçik zərrəciklərlə işləyən alimlərin kəşfləri köməyi ilə olduğunu elmi sübut etdi elementar hissəciklər böyük enerji istehsal etmək olar. Bir sıra tədqiqatçılardan birincisini 1896-cı ildə uran duzlarının radioaktivliyini kəşf edən Bekkerel adlandırmaq olar.
Uranın özü 1786-cı ildən bəri məlumdur, lakin o zaman heç kim onun radioaktivliyindən şübhələnmirdi. 19-20-ci əsrlərin əvvəllərində alimlərin işi nəinki xüsusi fiziki xassələri, həm də radioaktiv maddələrdən enerji əldə etmək imkanı.
Uran əsasında silah hazırlamaq variantı ilk dəfə 1939-cu ildə fransız fizikləri Joliot-Curies tərəfindən ətraflı təsvir edilmiş, nəşr edilmiş və patentləşdirilmişdir.
Silahların dəyərinə baxmayaraq, alimlərin özləri belə dağıdıcı silahın yaradılmasının qəti əleyhinə idilər.
Müqavimətdə İkinci Dünya Müharibəsini keçərək, 1950-ci illərdə müharibənin dağıdıcı gücünü dərk edən cütlük (Fridrick və Irene) ümumi tərksilahın tərəfdarı oldular. Onları Niels Bor, Albert Einstein və dövrün digər görkəmli fizikləri dəstəkləyir.
Bu vaxt planetin o tayında, Amerikada Parisdə Coliot-Kürilər nasist problemi ilə məşğul olarkən, dünyada ilk nüvə yükü hazırlanırdı. İşə rəhbərlik edən Robert Oppenheimerə ən geniş səlahiyyətlər və nəhəng resurslar verildi. 1941-ci ilin sonu Manhetten Layihəsinin başlanğıcı oldu və nəticədə ilk döyüş nüvə başlığının yaradılmasına gətirib çıxardı.
Nyu-Meksiko ştatının Los Alamos şəhərində silaha yararlı uran üçün ilk istehsal müəssisələri tikildi. Gələcəkdə də eyni nüvə mərkəzləriÖlkənin hər yerində, məsələn, Çikaqoda, Tennessi ştatının Oak Ridcində və Kaliforniyada tədqiqatlar aparılmışdır. Bombanın yaradılmasına Amerika universitetlərinin professorlarının, eləcə də Almaniyadan qaçan fiziklərin ən yaxşı qüvvələri atıldı.
“Üçüncü Reyxin” özündə Fuhrerə xas olan yeni silah növünün yaradılması üzərində iş aparıldı.
"Besnovaty" daha çox tanklar və təyyarələrlə maraqlandığından və nə qədər yaxşısa, o, yeni möcüzə bombasına çox ehtiyac görmürdü.
Buna görə də Hitler tərəfindən dəstəklənməyən layihələr ən yaxşı halda ilbiz sürəti ilə irəliləyirdi.
İşlər qızışmağa başlayanda, tankların və təyyarələrin Şərq Cəbhəsi tərəfindən udulduğu ortaya çıxanda yeni möcüzə silahı dəstək aldı. Ancaq çox gec idi, bombardman və sovet tanklarının daimi qorxusu şəraitində nüvə komponenti olan bir cihaz yaratmaq mümkün deyildi;
Sovet İttifaqı yeni növ dağıdıcı silah yaratmaq imkanlarına daha diqqətli idi. Müharibədən əvvəlki dövrdə fiziklər nüvə enerjisi və nüvə silahının yaradılması imkanları haqqında ümumi bilikləri topladılar və möhkəmləndirdilər. Kəşfiyyat həm SSRİ-də, həm də ABŞ-da nüvə bombasının yaradılmasının bütün dövrü ərzində intensiv işləmişdir. Müharibə inkişaf tempinin ləngiməsində mühüm rol oynadı, çünki nəhəng resurslar cəbhəyə gedirdi.
Düzdür, akademik İqor Vasilyeviç Kurçatov özünəməxsus inadkarlığı ilə bütün tabeli idarələrin bu istiqamətdə işini təbliğ edirdi. Bir az irəliyə baxsaq, SSRİ şəhərlərinə Amerikanın zərbəsi təhlükəsi qarşısında silahların inkişafını sürətləndirmək tapşırığı veriləcək. Məhz o, yüzlərlə və minlərlə alim və fəhlədən ibarət nəhəng maşının çınqılında dayanaraq Sovet nüvə bombasının atası fəxri adına layiq görüləcəkdi.
Dünyanın ilk sınaqları
Amma gəlin Amerikanın nüvə proqramına qayıdaq. 1945-ci ilin yayında Amerika alimləri dünyanın ilk nüvə bombasını yaratmağa müvəffəq oldular. Mağazada özünü düzəldən və ya güclü fişəng alan hər hansı bir oğlan, onu mümkün qədər tez partlatmaq istəyən qeyri-adi işgəncələr yaşayır. 1945-ci ildə yüzlərlə amerikalı əsgər və alim eyni şeyi yaşadı.
16 iyun 1945-ci ildə Nyu-Meksiko ştatının Alamogordo səhrasında ilk nüvə silahı sınağı və bu günə qədərki ən güclü partlayışlardan biri baş verdi.
Partlayışı bunkerdən izləyən şahidlər 30 metrlik polad qüllənin zirvəsində yükün hansı güclə partlamasına heyrətləniblər. Əvvəlcə hər şey günəşdən bir neçə dəfə güclü olan işıqla dolu idi. Sonra məşhur göbələk şəklini alan tüstü sütununa çevrilən alov topu səmaya qalxdı.
Toz çökən kimi tədqiqatçılar və bomba yaradıcıları partlayış yerinə axışıblar. Onlar qurğuşunla örtülmüş Sherman tanklarının nəticələrini seyr etdilər. Gördükləri onları heyrətə saldı; heç bir silah belə bir zərər verə bilməzdi. Qum bəzi yerlərdə əriyib şüşəyə çevrildi.
Qüllənin kiçik qalıqları da böyük diametrli bir kraterdə tapıldı, parçalanmış və əzilmiş strukturlar dağıdıcı gücü aydın şəkildə göstərirdi.
Zərərverici amillər
Bu partlayış yeni silahın gücü, onun düşməni məhv etmək üçün nədən istifadə edə biləcəyi haqqında ilk məlumatı verdi. Bunlar bir neçə amildir:
- hətta qorunan görmə orqanlarını korlaya bilən işıq radiasiyası, flaş;
- şok dalğası, mərkəzdən hərəkət edən sıx bir hava axını, əksər binaları məhv edir;
- əksər avadanlıqları sıradan çıxaran və partlayışdan sonra ilk dəfə kommunikasiyalardan istifadə etməyə imkan verməyən elektromaqnit impuls;
- nüfuz edən radiasiya, əksəriyyəti təhlükəli amil digər zərərli amillərdən sığınanlar üçün alfa-beta-qamma şüalanmasına bölünür;
- onlarla, hətta yüzlərlə il ərzində sağlamlığa və həyata mənfi təsir göstərə bilən radioaktiv çirklənmə.
Nüvə silahlarının, o cümlədən döyüşdə sonrakı istifadəsi onların canlı orqanizmlərə və təbiətə təsirinin bütün xüsusiyyətlərini göstərdi. 6 avqust 1945-ci il, o zaman bir neçə mühüm hərbi obyekti ilə tanınan kiçik Xirosima şəhərinin on minlərlə sakini üçün son gün idi.
Müharibənin nəticəsi sakit okeanəvvəlcədən gözlənilən bir nəticə idi, lakin Pentaqon inanırdı ki, Yapon arxipelaqındakı əməliyyat ABŞ dəniz piyadalarının bir milyondan çox həyatına başa gələcək. Bir daşla bir neçə quşun öldürülməsi, desant əməliyyatına qənaət edərək Yaponiyanın müharibədən çıxarılması, yeni silahın sınaqdan keçirilməsi və bütün dünyaya, hər şeydən əvvəl SSRİ-yə elan edilməsi qərara alındı.
Gecə saat birdə “Baby” nüvə bombasını daşıyan təyyarə tapşırıqla havaya qalxdı.
Şəhərin üzərinə atılan bomba səhər saat 8.15-də təxminən 600 metr yüksəklikdə partladı. Zəlzələnin episentrindən 800 metr aralıda yerləşən bütün tikililər dağılıb. Yalnız 9 bal gücündə zəlzələyə tab gətirmək üçün nəzərdə tutulmuş bir neçə binanın divarları sağ qalıb.
Bomba partlayışı zamanı 600 metr radiusda olan hər on nəfərdən yalnız biri sağ qala bildi. Yüngül şüalanma insanları kömürə çevirir, daşda kölgə izləri, insanın olduğu yerin qaranlıq izi qalırdı. Sonrakı partlayış dalğası o qədər güclü olub ki, partlayış yerindən 19 kilometr məsafədə şüşəni qıra bildi.
Bir yeniyetmə eniş zamanı sıx bir hava axını ilə pəncərədən evdən yıxıldı, oğlan evin divarlarının kartlar kimi qatlandığını gördü; Partlayış dalğası yanğın tornadosu ilə müşayiət olundu, partlayışdan sağ çıxan və yanğın zonasını tərk etməyə vaxt tapmayan bir neçə sakini məhv etdi. Partlayışdan bir qədər aralıda olanlar şiddətli halsızlıq yaşamağa başladılar, bunun səbəbi əvvəlcə həkimlərə aydın deyildi.
Çox sonra, bir neçə həftə sonra, indi radiasiya xəstəliyi kimi tanınan "radiasiya zəhərlənməsi" termini elan edildi.
280 mindən çox insan həm birbaşa partlayışdan, həm də sonrakı xəstəliklərdən yalnız bir bombanın qurbanı oldu.
Yaponiyanın nüvə silahı ilə bombalanması bununla bitmədi. Plana görə, yalnız dörd-altı şəhər vurulmalı idi, lakin hava şəraiti yalnız Naqasakinin vurulmasına imkan verdi. Bu şəhərdə 150 mindən çox insan Fat Man bombasının qurbanı oldu.
vədlər Amerika hökuməti Yaponiyanın təslim olmasından əvvəl belə hücumların həyata keçirilməsi atəşkəsə, sonra isə sona çatan müqavilənin imzalanmasına səbəb oldu. Dünya Müharibəsi. Ancaq nüvə silahları üçün bu, yalnız başlanğıc idi.
Dünyanın ən güclü bombası
Müharibədən sonrakı dövr SSRİ bloku ilə onun müttəfiqləri ilə ABŞ və NATO arasında qarşıdurma ilə yadda qaldı. 1940-cı illərdə amerikalılar Sovet İttifaqına zərbə endirmək imkanını ciddi şəkildə düşünürdülər. Keçmiş müttəfiqi saxlamaq üçün bomba yaratmaq üzrə iş sürətləndirilməli idi və artıq 1949-cu ildə, avqustun 29-da ABŞ-ın nüvə silahında monopoliyasına son qoyuldu. Silahlanma yarışı zamanı iki nüvə sınağı ən çox diqqətə layiqdir.
Əsasən qeyri-ciddi çimərlik geyimləri ilə tanınan Bikini Atoll, 1954-cü ildə xüsusi güclü nüvə yükünün sınağı səbəbiylə sözün əsl mənasında bütün dünyada səs-küy yaratdı.
Atom silahlarının yeni dizaynını sınaqdan keçirmək qərarına gələn amerikalılar yükü hesablamadılar. Nəticədə partlayış planlaşdırıldığından 2,5 dəfə güclü olub. Yaxınlıqdakı adaların sakinləri, eləcə də hər yerdə olan yapon balıqçıları hücuma məruz qalıb.
Ancaq bu, ən güclü Amerika bombası deyildi. 1960-cı ildə B41 nüvə bombası istifadəyə verildi, lakin gücünə görə heç vaxt tam sınaqdan keçirilmədi. Sınaq meydançasında belə təhlükəli silahın partlamasından qorxaraq, yükün gücü nəzəri olaraq hesablanıb.
Hər şeydə birinci olmağı sevən Sovet İttifaqı 1961-ci ildə yaşadı, əks halda “Kuzkanın anası” ləqəbini aldı.
Amerikanın nüvə şantajına cavab verən sovet alimləri dünyanın ən güclü bombasını yaratdılar. Novaya Zemlya-da sınaqdan keçirilərək dünyanın demək olar ki, bütün guşələrində iz buraxdı. Xatirələrə görə, partlayış zamanı ən ucqar guşələrdə yüngül zəlzələ hiss olunub.
Partlayış dalğası, təbii ki, bütün dağıdıcı gücünü itirərək, Yer kürəsini dövrə vura bildi. Bu günə qədər bu, bəşəriyyət tərəfindən yaradılmış və sınaqdan keçirilmiş dünyanın ən güclü nüvə bombasıdır. Təbii ki, onun əlləri boş olsaydı, Kim Çen Inın nüvə bombası daha güclü olardı, lakin onu sınaqdan keçirmək üçün onun Yeni Yeri yoxdur.
Atom bombası aparatı
Çox primitiv, sırf anlamaq üçün bir atom bombası qurğusuna nəzər salaq. Atom bombalarının bir çox sinifləri var, lakin gəlin üç əsası nəzərdən keçirək:
- uran 235-ə əsaslanan uran ilk dəfə Xirosima üzərində partladı;
- plutonium 239-a əsaslanan plutonium əvvəlcə Naqasaki üzərində partladı;
- deyterium və tritium ilə ağır suya əsaslanan, bəzən hidrogen adlanan termonüvə xoşbəxtlikdən əhaliyə qarşı istifadə edilmir.
İlk iki bomba, nəzarətsiz nüvə reaksiyası nəticəsində ağır nüvələrin daha kiçiklərə bölünməsinin təsirinə əsaslanır. böyük məbləğ enerji. Üçüncüsü, hidrogen nüvələrinin (daha doğrusu onun deyterium və tritium izotoplarının) hidrogenə nisbətən daha ağır olan heliumun əmələ gəlməsi ilə birləşməsinə əsaslanır. Eyni bomba çəkisi üçün hidrogen bombasının dağıdıcı potensialı 20 dəfə böyükdür.
Uran və plutonium üçün kritikdən (zəncirvari reaksiyanın başladığı) daha böyük bir kütləni bir araya gətirmək kifayətdirsə, hidrogen üçün bu kifayət deyil.
Bir neçə uran parçasını etibarlı şəkildə birləşdirmək üçün, daha kiçik uran hissələrinin daha böyük olanlara vurulduğu bir top effekti istifadə olunur. Barıt da istifadə edilə bilər, lakin etibarlılıq üçün aşağı güclü partlayıcılardan istifadə olunur.
Plutonium bombasında, zəncirvari reaksiya üçün lazımi şərait yaratmaq üçün partlayıcı maddələr plutonium olan külçələrin ətrafına yerləşdirilir. Kumulyativ təsirə görə, həmçinin tam mərkəzdə yerləşən neytron təşəbbüskarı (bir neçə milliqram polonium olan berilyum) zəruri şərtlərəldə edilir.
Öz-özünə partlaya bilməyən əsas yükü və qoruyucusu var. Deyterium və tritium nüvələrinin birləşməsinə şərait yaratmaq üçün bizə ən azı bir nöqtədə ağlasığmaz təzyiqlər və temperatur lazımdır. Sonra zəncirvari reaksiya baş verəcək.
Belə parametrləri yaratmaq üçün bombaya qoruyucu olan şərti, lakin aşağı gücə malik nüvə yükü daxildir. Onun partlaması termonüvə reaksiyasının başlaması üçün şərait yaradır.
Atom bombasının gücünü qiymətləndirmək üçün sözdə "TNT ekvivalenti" istifadə olunur. Partlayış enerjinin buraxılmasıdır, dünyada ən məşhur partlayıcı TNT (TNT - trinitrotoluen) və bütün yeni növ partlayıcı maddələr ona bərabər tutulur. Bomba "Baby" - 13 kiloton TNT. Bu 13000-ə bərabərdir.
Bomba "Kök adam" - 21 kiloton, "Çar Bomba" - 58 meqaton TNT. 26,5 ton kütlədə cəmlənmiş 58 milyon ton partlayıcı haqqında düşünmək qorxuncdur, bu bombanın çəkisi budur.
Nüvə müharibəsi və nüvə fəlakətləri təhlükəsi
Ortasında görünən dəhşətli müharibə XX əsrdə nüvə silahı bəşəriyyət üçün ən böyük təhlükəyə çevrildi. İkinci Dünya Müharibəsindən dərhal sonra Soyuq Müharibə başladı və bir neçə dəfə demək olar ki, tam hüquqlu nüvə münaqişəsinə çevrildi. Ən azı bir tərəfin nüvə bombası və raketlərdən istifadə təhlükəsi hələ 1950-ci illərdə müzakirə olunmağa başladı.
Hamı başa düşdü və anladı ki, bu müharibədə qalib ola bilməz.
Bunun qarşısını almaq üçün bir çox alim və siyasətçi tərəfindən səylər göstərilib və edilir. Çikaqo Universiteti də daxil olmaq üzrə dəvət edilən nüvə elm adamlarının fikirlərini istifadə Nobel mükafatçıları, Qiyamət Saatını gecə yarısından bir neçə dəqiqə əvvəl təyin edir. Gecə yarısı nüvə kataklizmini, yeni Dünya Müharibəsinin başlanğıcını və köhnə dünyanın məhvini bildirir. IN müxtəlif illər Saatın əqrəbləri 17-2 dəqiqədən gecə yarısına qədər dəyişirdi.
Atom elektrik stansiyalarında baş verən bir neçə böyük qəza da məlumdur. Bu fəlakətlərin silahlarla dolayı əlaqəsi var, atom elektrik stansiyaları hələ də nüvə bombalarından fərqlidir, lakin onlar atomdan hərbi məqsədlər üçün istifadənin nəticələrini mükəmməl şəkildə nümayiş etdirirlər. Onlardan ən böyüyü:
- 1957, Kıştım qəzası, saxlama sistemindəki nasazlıq səbəbindən Kıştım yaxınlığında partlayış baş verdi;
- 1957, İngiltərə, İngiltərənin şimal-qərbində təhlükəsizlik yoxlamaları aparılmadı;
- 1979, ABŞ, vaxtında aşkar edilməmiş sızma səbəbiylə atom elektrik stansiyasında partlayış və boşalma baş verdi;
- 1986, Çernobıl faciəsi, 4-cü enerji blokunun partlaması;
- 2011, Fukusima stansiyasında qəza, Yaponiya.
Bu faciələrin hər biri yüz minlərlə insanın taleyində ağır iz buraxaraq bütöv əraziləri xüsusi nəzarət altında qeyri-yaşayış zonasına çevirib.
Nüvə fəlakətinin başlanmasına az qala baha başa gələn hadisələr oldu. Sovet nüvə sualtı qayıqlarının göyərtəsində dəfələrlə reaktorla bağlı qəzalar baş verib. Amerikalılar göyərtəsində iki Mark 39 nüvə bombası olan, 3,8 meqaton məhsuldarlığa malik Superfortress bombardmançısını atdılar. Lakin işə salınmış “təhlükəsizlik sistemi” yüklərin partlamasına imkan vermədi və fəlakətin qarşısı alındı.
Keçmiş və indiki nüvə silahları
Bu gün hər kəsə aydındır ki nüvə müharibəsi müasir insanlığı məhv edəcək. Bu arada, nüvə silahına sahib olmaq və nüvə klubuna daxil olmaq, daha doğrusu, qapını döyərək içəri girmək istəyi hələ də bəzi dövlət rəhbərlərinin beynini həyəcanlandırır.
Hindistan və Pakistan icazəsiz nüvə silahı yaradıblar və israillilər bombanın varlığını gizlədirlər.
Bəziləri üçün nüvə bombasına sahib olmaq beynəlxalq səhnədə əhəmiyyətini sübut etmək üçün bir yoldur. Digərləri üçün bu, qanadlı demokratiyanın və ya digər xarici amillərin müdaxilə etməməsinin qarantıdır. Amma əsas odur ki, bu ehtiyatlar biznesə getmir, bunun üçün həqiqətən yaradılmışdır.
Video
