Yadro reaktorining ishlash printsipi va dizaynini tushunish uchun siz o'tmishga qisqa ekskursiya qilishingiz kerak. Yadro reaktori ko'p asrlik, garchi to'liq amalga oshmagan bo'lsa ham, insoniyatning tuganmas energiya manbai haqidagi orzusidir. Uning qadimiy "ajdodi" bu quruq shoxlardan yasalgan olov bo'lib, u bir vaqtlar uzoq ajdodlarimiz sovuqdan najot topgan g'orning qabrlarini yoritib, isitgan. Keyinchalik odamlar uglevodorodlar - ko'mir, slanets, neft va tabiiy gazni o'zlashtirdilar.
Bug'ning notinch, ammo qisqa muddatli davri boshlandi, uning o'rnini yanada ajoyib elektr davri egalladi. Shaharlar yorug'lik bilan to'ldi, ustaxonalar esa elektr motorlari bilan boshqariladigan shu paytgacha ko'rilmagan mashinalarning g'o'ng'iriga to'ldi. Keyin taraqqiyot o'zining apogeyiga yetganga o'xshardi.
Hamma narsa o'zgardi kech XIX asrda, frantsuz kimyogari Antuan Anri Bekkerel tasodifan uran tuzlarining radioaktiv ekanligini aniqlaganida. 2 yil o'tgach, uning vatandoshlari Per Kyuri va uning rafiqasi Mariya Sklodovska-Kyuri ulardan radiy va poloniy oldi va ularning radioaktivlik darajasi toriy va urannikidan millionlab marta yuqori edi.
Estafetani radioaktiv nurlarning tabiatini batafsil o‘rgangan Ernest Ruterford oldi. Shu tariqa o‘zining suyukli farzandi – atom reaktorini dunyoga keltirgan atom davri boshlandi.
Birinchi yadro reaktori
"Birinchi tug'ilgan" AQShdan keladi. 1942 yil dekabr oyida reaktor tomonidan birinchi tok ishlab chiqarildi, uning yaratuvchisi, asrning eng buyuk fiziklaridan biri E. Fermi nomi bilan ataldi. Uch yildan so'ng Kanadada ZEEP yadroviy inshooti hayotga kirdi. "Bronza" 1946 yil oxirida ishga tushirilgan birinchi sovet F-1 reaktoriga tushdi. I.V.Kurchatov mahalliy yadro loyihasining rahbari bo'ldi. Bugungi kunda dunyoda 400 dan ortiq atom energetika bloklari muvaffaqiyatli ishlamoqda.
Yadro reaktorlarining turlari
Ularning asosiy maqsadi elektr energiyasini ishlab chiqaradigan boshqariladigan yadro reaktsiyasini qo'llab-quvvatlashdir. Ba'zi reaktorlar izotoplarni ishlab chiqaradi. Qisqacha aytganda, ular chuqurlikdagi ba'zi moddalar katta miqdorda issiqlik energiyasini chiqarish bilan boshqalarga aylanadigan qurilmalardir. Bu o'rniga "pech" ning bir turi an'anaviy turlari Yoqilg'i uran izotoplarini "yondiradi" - U-235, U-238 va plutoniy (Pu).
Masalan, bir necha turdagi benzin uchun mo'ljallangan avtomobildan farqli o'laroq, radioaktiv yoqilg'ining har bir turi o'z reaktoriga ega. Ulardan ikkitasi bor - sekin (U-235 bilan) va tez (U-238 va Pu bilan) neytronlar. Ko'pgina atom elektr stantsiyalarida sekin neytron reaktorlari mavjud. Atom elektr stantsiyalariga qo'shimcha ravishda, qurilmalar tadqiqot markazlarida, atom suv osti kemalarida va hokazolarda "ishlaydi".
Reaktor qanday ishlaydi
Barcha reaktorlar taxminan bir xil sxemaga ega. Uning "yuragi" faol zonadir. Buni an'anaviy pechkaning olov qutisi bilan taqqoslash mumkin. Faqat o'tin o'rniga moderator - yonilg'i tayoqchalari bilan yonilg'i elementlari shaklida yadro yoqilg'isi mavjud. Faol zona bir turdagi kapsula ichida joylashgan - neytron reflektor. Yoqilg'i tayoqlari sovutish suvi - suv bilan "yuviladi". Chunki "yurakda" juda ko'p narsa bor yuqori daraja radioaktivlik, u ishonchli radiatsiyaviy himoya bilan o'ralgan.
Operatorlar ikkitadan foydalanib o'rnatishning ishlashini nazorat qiladilar muhim tizimlar– zanjir reaktsiyasini tartibga solish va masofadan boshqarish tizimi. Favqulodda vaziyat yuzaga kelsa, favqulodda himoya darhol faollashadi.
Reaktor qanday ishlaydi?
Atom "olovi" ko'rinmas, chunki jarayonlar yadro bo'linishi darajasida sodir bo'ladi. Zanjir reaktsiyasi jarayonida og'ir yadrolar kichikroq bo'laklarga parchalanadi, ular hayajonlangan holatda neytronlar va boshqa subatomik zarrachalar manbasiga aylanadi. Ammo jarayon shu bilan tugamaydi. Neytronlar "bo'linishda" davom etmoqda, buning natijasida katta miqdordagi energiya ajralib chiqadi, ya'ni atom elektr stantsiyalari qurilgani uchun nima sodir bo'ladi.
Xodimlarning asosiy vazifasi zanjirli reaktsiyani nazorat novdalari yordamida doimiy, sozlanishi darajada ushlab turishdir. Bu uning yadroviy parchalanish jarayoni boshqarilmaydigan va kuchli portlash shaklida tez davom etadigan atom bombasidan asosiy farqidir.
Chernobil AESda nima sodir bo'ldi
Falokatning asosiy sabablaridan biri Chernobil atom elektr stantsiyasi 1986 yil aprel oyida - 4-energetika blokida muntazam texnik xizmat ko'rsatish paytida foydalanish xavfsizligi qoidalarini qo'pol ravishda buzish. Keyin qoidalarda ruxsat etilgan 15 ta o'rniga bir vaqtning o'zida yadrodan 203 ta grafit tayoq chiqarildi. Natijada, boshlangan nazoratsiz zanjir reaktsiyasi termal portlash va quvvat blokining to'liq yo'q qilinishi bilan yakunlandi.
Yangi avlod reaktorlari
So'nggi o'n yil ichida Rossiya global atom energiyasi bo'yicha yetakchilardan biriga aylandi. Ayni paytda “Rosatom” davlat korporatsiyasi 12 ta davlatda atom elektr stansiyalarini qurmoqda, ularda 34 ta energiya bloki qurilmoqda. Bunday yuqori talab zamonaviy Rossiya yadro texnologiyasining yuqori darajasidan dalolat beradi. Keyingi navbatda yangi 4-avlod reaktorlari.
"Brest"
Ulardan biri Breakthrough loyihasi doirasida ishlab chiqilayotgan Brestdir. Hozir operatsion tizimlar ochiq tsiklli tizimlar kam boyitilgan uranda ishlaydi, bu esa utilizatsiya qilinishi kerak bo'lgan katta miqdordagi sarflangan yoqilg'ini qoldiradi, bu esa katta xarajatlarni talab qiladi. "Brest" - tezkor neytron reaktori o'zining yopiq tsiklida noyobdir.
Unda sarflangan yoqilg'i tezkor neytron reaktorida tegishli ishlovdan so'ng yana to'liq yoqilg'iga aylanadi, uni yana o'sha o'rnatishga yuklash mumkin.
Brest yuqori darajadagi xavfsizlik bilan ajralib turadi. U hech qachon eng jiddiy avariyada ham "portlamaydi", u juda tejamkor va ekologik jihatdan qulay, chunki u "yangilangan" uranini qayta ishlatadi. Bundan tashqari, uni qurol-yarog 'plutoniy ishlab chiqarish uchun ishlatib bo'lmaydi, bu esa uni eksport qilish uchun eng keng istiqbollarni ochadi.
VVER-1200
VVER-1200 - 1150 MVt quvvatga ega innovatsion avlod 3+ reaktor. Noyob texnik imkoniyatlari tufayli u deyarli mutlaq ish xavfsizligiga ega. Reaktor juda ko'p passiv xavfsizlik tizimlari bilan jihozlangan bo'lib, ular elektr ta'minoti bo'lmagan taqdirda ham avtomatik ravishda ishlaydi.
Ulardan biri passiv issiqlikni olib tashlash tizimi bo'lib, u reaktor to'liq quvvatsizlanganda avtomatik ravishda ishga tushadi. Bunday holda, favqulodda gidravlik tanklar taqdim etiladi. Agar birlamchi konturda bosimning g'ayritabiiy pasayishi bo'lsa, reaktorga bor bo'lgan katta miqdorda suv berila boshlaydi, bu yadro reaktsiyasini so'ndiradi va neytronlarni yutadi.
Yana bir nou-xau himoya qobig'ining pastki qismida joylashgan - eritma "tuzoq". Agar baxtsiz hodisa natijasida yadro "oqib ketsa", "tuzoq" himoya qobig'ining qulashiga yo'l qo'ymaydi va radioaktiv mahsulotlarning erga kirishiga to'sqinlik qiladi.
Superdavlatlar o'rtasidagi yadroviy qarama-qarshilik tarixi va birinchi yadroviy bombalarning dizayni haqida yuzlab kitoblar yozilgan. Ammo zamonaviy yadro qurollari haqida ko'plab afsonalar mavjud. "Ommaviy mexanika" bu masalani oydinlashtirishga va inson tomonidan ixtiro qilingan eng halokatli qurol qanday ishlashini aytib berishga qaror qildi.
Portlovchi xarakter
Uran yadrosida 92 proton mavjud. Tabiiy uran asosan ikkita izotopning aralashmasidir: U238 (yadrosida 146 neytron mavjud) va U235 (143 neytron), tabiiy uranda ikkinchisining atigi 0,7%. Izotoplarning kimyoviy xossalari mutlaqo bir xil, shuning uchun ularni ajratib oling kimyoviy usullar mumkin emas, lekin massalardagi farq (235 va 238 birlik) buni amalga oshirishga imkon beradi jismoniy usullar bilan: Uran aralashmasi gazga (uran geksaftoridiga) aylanadi va keyin son-sanoqsiz g'ovakli bo'laklar orqali pompalanadi. Garchi uranning izotoplari ikkalasi bilan ham ajralib turmasa ham ko'rinish, na kimyoviy jihatdan, ular yadro belgilarining xususiyatlarida tubsizlik bilan ajralib turadi.
U238 ning bo'linish jarayoni pullik jarayondir: tashqaridan kelgan neytron o'zi bilan energiya olib kelishi kerak - 1 MeV yoki undan ko'p. Va U235 fidoyi: qo'zg'alish va keyingi parchalanish uchun kiruvchi neytrondan hech narsa talab qilinmaydi, uning yadrodagi bog'lanish energiyasi etarli.
Neytronlar bilan urilganda, uran-235 yadrosi osongina bo'linadi va yangi neytronlarni hosil qiladi. Muayyan sharoitlarda zanjir reaktsiyasi boshlanadi.
Neytron bo'linish qobiliyatiga ega yadroga urilganda, beqaror birikma hosil bo'ladi, lekin juda tez (10−23−10−22 s dan keyin) bunday yadro massasi bo'yicha teng bo'lmagan ikkita bo'lakka bo'linadi va "bir zumda" (10 ichida) −16−10− 14 c) ikki yoki uchta yangi neytron chiqarish, shuning uchun vaqt oʻtishi bilan boʻlinuvchi yadrolar soni koʻpayishi mumkin (bu reaksiya zanjirli reaksiya deyiladi). Bu faqat U235 da mumkin, chunki ochko'z U238 energiyasi 1 MeV dan kichikroq bo'lgan o'z neytronlaridan bo'lishishni xohlamaydi. Zarrachalarning kinetik energiyasi - bo'linish mahsulotlari - har qanday hodisa paytida chiqarilgan energiyadan ko'p marta kattaroqdir. kimyoviy reaksiya, bunda yadrolarning tarkibi o'zgarmaydi.
Metall plutoniy olti fazada mavjud bo'lib, ularning zichligi 14,7 dan 19,8 kg / sm 3 gacha. 119 darajadan past haroratlarda monoklinik alfa fazasi (19,8 kg / sm 3) mavjud, ammo bunday plutoniy juda nozik va kubik yuz markazli delta fazasida (15,9) u plastik va yaxshi qayta ishlangan (bu shunday). qotishma qo'shimchalar yordamida saqlab qolishga harakat qilayotgan faza). Detonatsion siqish paytida fazali o'tishlar sodir bo'lmaydi - plutoniy kvazi-suyuqlik holatidadir. Ishlab chiqarish jarayonida fazali o'tishlar xavfli: qachon katta o'lchamlar qismlarga zichligi biroz o'zgarishi bilan ham erishish mumkin kritik holat. Albatta, bu portlashsiz sodir bo'ladi - ish qismi shunchaki qizib ketadi, lekin nikel qoplamasining chiqishi mumkin (va plutoniy juda zaharli).
Tanqidiy yig'ilish
Bo'linish mahsulotlari beqaror va turli xil nurlanishlarni (shu jumladan neytronlarni) chiqaradigan "qayta tiklash" uchun uzoq vaqt talab etadi. Bo'linishdan keyin sezilarli vaqt (o'nlab soniyagacha) chiqariladigan neytronlar kechiktirilgan deb ataladi va ularning ulushi tezkor (1% dan kam) bilan solishtirganda kichik bo'lsa ham, ular ishda o'ynaydi. yadroviy inshootlar, eng muhimi.
Portlovchi linzalar birlashtiruvchi to'lqinni yaratdi. Ishonchlilik har bir blokda bir juft detonator tomonidan ta'minlandi.
Bo'linish mahsulotlari, atrofdagi atomlar bilan ko'p sonli to'qnashuvlarda, haroratni oshirib, o'z energiyasini ularga beradi. Neytronlar parchalanuvchi materialni o'z ichiga olgan yig'ilishda paydo bo'lgandan so'ng, issiqlik chiqarish quvvati oshishi yoki kamayishi mumkin va vaqt birligidagi bo'linishlar soni doimiy bo'lgan yig'ilishning parametrlari kritik deb ataladi. Yig'ishning kritikligi katta va kichik miqdordagi neytronlar bilan (mos ravishda yuqori yoki past issiqlik chiqarish quvvatida) saqlanishi mumkin. Issiqlik quvvati kritik to'plamga tashqaridan qo'shimcha neytronlarni quyish yoki yig'ilishni o'ta kritik qilish orqali oshiriladi (keyin qo'shimcha neytronlar bo'linuvchi yadrolarning tobora ko'payib borayotgan avlodlari tomonidan ta'minlanadi). Misol uchun, agar reaktorning issiqlik quvvatini oshirish zarur bo'lsa, u tezkor neytronlarning har bir avlodi avvalgisiga qaraganda bir oz kamroq bo'lgan rejimga keltiriladi, ammo kechiktirilgan neytronlar tufayli reaktor deyarli sezilarli darajada o'tadi. kritik holat. Keyin u tezlashmaydi, lekin asta-sekin kuchga ega bo'ladi - shuning uchun uning o'sishini kerakli vaqtda neytron absorberlarni (kadmiy yoki bor o'z ichiga olgan novdalar) kiritish orqali to'xtatish mumkin.
Plutoniy majmuasi (markazdagi sferik qatlam) uran-238 korpusi, keyin esa alyuminiy qatlami bilan o'ralgan edi.
Bo'linish paytida hosil bo'lgan neytronlar ko'pincha atrofdagi yadrolarning yonidan uchib o'tib, keyingi bo'linishni keltirib chiqarmaydi. Materialning yuzasiga qanchalik yaqinroq neytron hosil bo'lsa, uning bo'linuvchi materialdan qochish va hech qachon qaytib kelmaslik imkoniyati shunchalik katta bo'ladi. Shuning uchun, neytronlarning eng ko'p miqdorini saqlaydigan yig'ilish shakli shardir: ma'lum bir materiya massasi uchun u minimal sirt maydoniga ega. Ichida bo'shliqlari bo'lmagan 94% U235 ning o'ralgan (yakka) to'pi 49 kg massa va 85 mm radius bilan kritik holga keladi. Agar bir xil uranning yig'indisi diametriga teng bo'lgan silindr bo'lsa, u 52 kg massa bilan kritik bo'ladi. Zichlikning oshishi bilan sirt maydoni ham kamayadi. Shuning uchun portlovchi siqish, parchalanuvchi material miqdorini o'zgartirmasdan, yig'ilishni tanqidiy holatga keltirishi mumkin. Yadro zaryadining umumiy konstruksiyasi asosida aynan shu jarayon yotadi.
Birinchi yadro qurollari neytron manbalari sifatida poloniy va berilliydan (markazda) foydalanilgan.
To'pni yig'ish
Ammo ko'pincha yadro qurolida uran emas, balki plutoniy-239 ishlatiladi. U uran-238 ni kuchli neytron oqimlari bilan nurlantirish orqali reaktorlarda ishlab chiqariladi. Plutoniy U235 dan olti baravar qimmat turadi, ammo u bo'linganda Pu239 yadrosi o'rtacha 2,895 neytron chiqaradi - U235 dan (2,452) ko'proq. Bundan tashqari, plutoniyning bo'linish ehtimoli yuqori. Bularning barchasi Pu239 yakka to'pi uran to'pidan deyarli uch baravar kam massa bilan kritik holga kelishiga olib keladi va eng muhimi, kritik yig'ilishning o'lchamlarini kamaytirishga imkon beradigan kichikroq radiusga ega.
Portlovchi moddaning portlashidan keyin kamdan-kam uchraydigan to'lqinni kamaytirish uchun alyuminiy qatlami ishlatilgan.
Yig'ish sferik qatlam shaklida (ichki bo'sh) ehtiyotkorlik bilan o'rnatilgan ikkita yarmidan iborat; Bu shubhasiz subkritikdir - hatto termal neytronlar uchun va hatto moderator bilan o'ralganidan keyin ham. Zaryad juda aniq o'rnatilgan portlovchi bloklar yig'ilishi atrofida o'rnatiladi. Neytronlarni tejash uchun portlash paytida to'pning olijanob shaklini saqlab qolish kerak - buning uchun portlovchi qatlam bir vaqtning o'zida butun bo'ylab portlashi kerak. tashqi yuzasi, yig'ilishni bir tekis bosish. Buning uchun juda ko'p elektr detonatorlar kerak, degan fikr keng tarqalgan. Ammo bu faqat "bomba qurilishi" boshlanishida sodir bo'ldi: ko'p o'nlab detonatorlarni ishga tushirish uchun juda ko'p energiya va ishga tushirish tizimining katta hajmi kerak edi. Zamonaviy zaryadlarda o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan maxsus texnika bilan tanlangan bir nechta detonatorlar qo'llaniladi, ulardan yuqori barqaror (portlash tezligi bo'yicha) portlovchi moddalar polikarbonat qatlamida maydalangan yivlarda ishga tushiriladi (ularning shakli sharsimon yuzada Riemann geometriyasi yordamida hisoblanadi). usullari). Taxminan 8 km / s tezlikda portlash yivlar bo'ylab mutlaqo teng masofada harakatlanadi, bir vaqtning o'zida u teshiklarga etib boradi va asosiy zaryadni - bir vaqtning o'zida barcha kerakli nuqtalarda portlatadi.
Raqamlar yadro zaryadining olovli sharining hayotining birinchi daqiqalarini ko'rsatadi - radiatsiya tarqalishi (a), issiq plazmaning kengayishi va "blisterlar" paydo bo'lishi (b) va ajratish paytida ko'rinadigan diapazonda radiatsiya kuchining oshishi. zarba to'lqinining (c).
Ichkarida portlash
Ichkariga yo'naltirilgan portlash yig'ilishni million atmosferadan ortiq bosim bilan siqib chiqaradi. Yig'ish yuzasi kamayadi va plutoniyda deyarli yo'qoladi ichki bo'shliq, zichlik oshadi va juda tez - o'n mikrosekund ichida siqilgan yig'in termal neytronlar bilan kritik holatga o'tadi va tez neytronlar bilan sezilarli darajada o'ta kritik bo'ladi.
Tez neytronlarning ahamiyatsiz sekinlashuvining ahamiyatsiz vaqti bilan belgilanadigan vaqtdan so'ng, ularning har bir yangi, ko'proq avlodi allaqachon dahshatli bosim bilan yorilib ketayotgan yig'ilish moddasiga bo'linish yo'li bilan 202 MeV energiya qo'shadi. Voqea sodir bo'layotgan hodisalar miqyosida hatto eng yaxshi qotishma po'latlarning kuchi shunchalik kichikki, portlash dinamikasini hisoblashda uni hisobga olish hech kimning xayoliga kelmaydi. Assambleyaning bir-biridan uchib ketishiga to'sqinlik qiladigan yagona narsa - bu inertsiya: plutoniy to'pini o'nlab nanosekundlarda atigi 1 sm ga kengaytirish uchun moddaga tezlanishdan o'nlab trillion marta katta tezlanishni berish kerak. erkin tushish va bu oson emas.
Oxir-oqibat, materiya hali ham tarqaladi, bo'linish to'xtaydi, lekin jarayon shu bilan tugamaydi: energiya ajratilgan yadrolarning ionlangan bo'laklari va bo'linish paytida chiqarilgan boshqa zarralar o'rtasida qayta taqsimlanadi. Ularning energiyasi o'nlab va hatto yuzlab MeV ga teng, ammo faqat elektr neytral yuqori energiyali gamma kvantlar va neytronlar materiya bilan o'zaro ta'sir qilishdan qochish va "qochib ketish" imkoniyatiga ega. Zaryadlangan zarralar to'qnashuv va ionlanish harakatlarida tezda energiyani yo'qotadi. Bunday holda, radiatsiya chiqariladi - ammo bu endi qattiq yadroviy nurlanish emas, balki yumshoqroq, energiya uch daraja pastroq, ammo atomlardan elektronlarni chiqarib tashlash uchun etarli bo'ladi - nafaqat tashqi qobiqlardan, balki atomlardan ham. umuman hamma narsadan. Yalang'och yadrolar, ajratilgan elektronlar va zichligi har kub santimetrga gramm bo'lgan nurlanish aralashmasi (alyuminiy zichligiga ega bo'lgan yorug'lik ostida qanchalik yaxshi tanlanishingiz mumkinligini tasavvur qilishga harakat qiling!) - bir lahza oldin zaryad bo'lgan hamma narsa - paydo bo'ladi. muvozanatning qandaydir o'xshashligi. Juda yosh olovli sharda harorat o'n millionlab darajaga etadi.
Yong'in to'pi
Ko'rinishidan, yorug'lik tezligida harakatlanadigan yumshoq nurlanish ham uni yaratgan materiyani juda orqada qoldirishi kerak edi, ammo bu unday emas: sovuq havoda Kev energiyalari kvantlari diapazoni santimetrga teng va ular harakat qilmaydi. to'g'ri chiziq, lekin harakat yo'nalishini o'zgartiring, har bir o'zaro ta'sirda qayta chiqaradi. Kvantlar havoni ionlashtiradi va u orqali tarqaladi, xuddi bir stakan suvga quyilgan gilos sharbati kabi. Bu hodisa radiatsion diffuziya deb ataladi.
Bo'linish tugaganidan keyin bir necha o'n nanosekunddan keyin 100 kt portlash sodir bo'lgan yosh olov sharining radiusi 3 m va harorat deyarli 8 million Kelvinga teng. Ammo 30 mikrosekunddan keyin uning radiusi 18 m ni tashkil qiladi, garchi harorat million darajadan pastga tushsa. To'p bo'shliqni yutib yuboradi va uning old qismidagi ionlangan havo deyarli harakat qilmaydi: radiatsiya diffuziya paytida unga sezilarli impuls o'tkaza olmaydi. Ammo u bu havoga juda katta energiyani pompalaydi, uni isitadi va radiatsiya energiyasi tugagach, to'p issiq plazmaning kengayishi tufayli o'sishni boshlaydi va ichkaridan zaryad bo'lgan narsa bilan yorilib ketadi. Plazma qobig'i shishgan pufak kabi kengayib, ingichka bo'ladi. Pufakdan farqli o'laroq, albatta, hech narsa uni shishirmaydi: bilan ichida deyarli hech qanday materiya qolmaydi, barchasi markazdan inertsiya bilan uchadi, lekin portlashdan 30 mikrosekund o'tgach, bu parvoz tezligi 100 km / s dan ortiq, materiyadagi gidrodinamik bosim esa 150 000 atm dan ortiq! Ortiqcha bo'l yupqa qobiq taqdiri yo'q, u yorilib, "pufakchalar" hosil qiladi.
Vakuumli neytron naychasida tritiy bilan to'yingan nishon (katod) 1 va anod majmuasi 2 o'rtasida yuz kilovoltlik impuls kuchlanishi qo'llaniladi. Voltaj maksimal bo'lganda, deyteriy ionlari anod va katod o'rtasida bo'lishi kerak, bu esa tezlashishi kerak. Buning uchun ion manbai ishlatiladi. Olovli impuls uning anodiga 3 qo'llaniladi va deyteriy bilan to'yingan keramika 4 yuzasi bo'ylab o'tuvchi razryad deyteriy ionlarini hosil qiladi. Tezlashib, ular tritiy bilan to'yingan nishonni bombardimon qiladilar, buning natijasida 17,6 MeV energiya ajralib chiqadi va neytronlar va geliy-4 yadrolari hosil bo'ladi. Zarrachalar tarkibi va hatto energiya chiqishi nuqtai nazaridan, bu reaktsiya termoyadroviy bilan bir xil - yorug'lik yadrolarining birlashishi jarayoni. 1950-yillarda ko'pchilik bunga ishonishgan, ammo keyinchalik ma'lum bo'lishicha, naychada "buzilish" sodir bo'ladi: yo proton yoki neytron (elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan deyteriy ionini tashkil etuvchi) nishonga "yopishib qoladi". yadro (tritiy). Agar proton tiqilib qolsa, neytron parchalanadi va erkin bo'ladi.
Olovli sharning energiyasini uzatish mexanizmlaridan qaysi biri muhit ustunlik qiladi, portlash kuchiga bog'liq: agar u katta bo'lsa, asosiy rolni radiatsiya diffuziyasi o'ynaydi, agar u kichik bo'lsa, plazma pufakchasining kengayishi katta rol o'ynaydi. Ikkala mexanizm ham samarali bo'lganda oraliq holat mumkinligi aniq.
Jarayon havoning yangi qatlamlarini ushlaydi; endi atomlardan barcha elektronlarni olib tashlash uchun etarli energiya yo'q. Ionlashgan qatlamning energiyasi va plazma pufakchasining bo'laklari tugaydi, ular endi oldida katta massani harakatga keltira olmaydi va sezilarli darajada sekinlashadi. Ammo portlashdan oldin havo bo'lgan narsa harakat qiladi, to'pdan ajralib, tobora ko'proq sovuq havo qatlamlarini o'zlashtiradi ... Shok to'lqinining shakllanishi boshlanadi.
Shok to'lqini va atom qo'ziqorini
Shok to'lqini olov sharidan ajralganda, chiqaradigan qatlamning xarakteristikalari o'zgaradi va spektrning optik qismida radiatsiya kuchi keskin oshadi (birinchi maksimal deb ataladi). Keyinchalik, yorug'lik jarayonlari va atrofdagi havo shaffofligining o'zgarishi raqobatlashadi, bu ikkinchi maksimal, kamroq kuchli, lekin ancha uzoqroq bo'lishiga olib keladi - shunchalik ko'pki, yorug'lik energiyasining chiqishi birinchi maksimaldan ko'proq bo'ladi. .
Portlash yaqinida uning atrofidagi hamma narsa bug'lanadi, uzoqroqda eriydi, lekin undan ham uzoqroqda, issiqlik oqimi erish uchun etarli bo'lmagan joyda. qattiq moddalar, tuproq, toshlar, uylar gazning dahshatli bosimi ostida suyuqlik kabi oqadi, barcha kuchli aloqalarni yo'q qiladi, ko'zlarga chidab bo'lmas nurga qiziydi.
Nihoyat, zarba to'lqini portlash nuqtasidan uzoqroqqa boradi, u erda bo'shashgan va zaiflashgan, lekin ko'p marta kengaygan, zaryadning plazmasidan va nimadan mayda va juda radioaktiv changga aylangan quyuqlashgan bug'lar buluti qoladi. O'zining dahshatli soatlarida iloji boricha uzoqroq turish kerak bo'lgan joyga yaqin edi. Bulut ko'tarila boshlaydi. U soviydi, rangini o'zgartiradi, kondensatsiyalangan namlikning oq qopqog'ini "qo'yadi", keyin esa er yuzasidan chang bo'lib, odatda "atom qo'ziqorini" deb ataladigan "oyog'ini" hosil qiladi.
Neytron boshlanishi
Diqqatli o'quvchilar qo'llarida qalam bilan portlash paytida energiya chiqishini taxmin qilishlari mumkin. Assambleyaning o'ta kritik holatda bo'lgan vaqti mikrosekundlar darajasida, neytronlarning yoshi pikosekundlar darajasida va ko'payish koeffitsienti 2 dan kam bo'lsa, taxminan bir gigajoul energiya chiqariladi, bu unga ekvivalentdir ... 250 kg trotil. Kilo va megatonlar qayerda?
Neytronlar - sekin va tez
Yadrolardan "sakrab" bo'linmaydigan moddada neytronlar o'z energiyasining bir qismini ularga o'tkazadilar, yadrolar qanchalik engilroq (massa bo'yicha ularga yaqinroq) bo'ladi. Neytronlar qanchalik ko'p to'qnashuvlarda qatnashsa, ular shunchalik sekinlashadi va nihoyat ular atrofdagi materiya bilan termal muvozanatga keladi - ular termallanadi (bu millisekundlarni oladi). Termal neytron tezligi 2200 m/s (energiya 0,025 eV). Neytronlar moderatordan qochib qutulishi mumkin va uning yadrolari tomonidan ushlanadi, ammo moderatsiya bilan ularning yadro reaktsiyalariga kirish qobiliyati sezilarli darajada oshadi, shuning uchun "yo'qolmagan" neytronlar sonlarning kamayishini qoplaydi.
Shunday qilib, agar parchalanuvchi material to'pi moderator bilan o'ralgan bo'lsa, ko'plab neytronlar moderatorni tark etadi yoki unga so'riladi, ammo ba'zilari ham to'pga qaytadi ("aks aks ettiradi") va energiyani yo'qotib, parchalanish hodisalariga sabab bo'lish ehtimoli ko'proq. Agar to'p 25 mm qalinlikdagi berilliy qatlami bilan o'ralgan bo'lsa, unda 20 kg U235 saqlanishi mumkin va hali ham yig'ilishning kritik holatiga erishish mumkin. Ammo bunday tejamkorlik vaqtga to'g'ri keladi: neytronlarning har bir keyingi avlodi bo'linishni keltirib chiqarishdan oldin sekinlashishi kerak. Bu kechikish vaqt birligida tug'iladigan neytron avlodlari sonini kamaytiradi, ya'ni energiya chiqishi kechiktiriladi. Yig'ishdagi parchalanadigan material qanchalik kam bo'lsa, zanjir reaktsiyasini ishlab chiqish uchun ko'proq moderator talab qilinadi va bo'linish tobora kam energiyali neytronlar bilan sodir bo'ladi. Haddan tashqari holatda, kritiklikka faqat termal neytronlar bilan erishilganda, masalan, uran tuzlari eritmasida yaxshi moderator - suvda, yig'ilishlarning massasi yuzlab grammni tashkil qiladi, ammo eritma vaqti-vaqti bilan qaynatiladi. Chiqarilgan bug 'pufakchalari bo'linadigan moddaning o'rtacha zichligini pasaytiradi, zanjir reaktsiyasi to'xtaydi va pufakchalar suyuqlikni tark etganda, bo'linish epidemiyasi takrorlanadi (agar siz idishni yopib qo'ysangiz, bug' uni yorib yuboradi - lekin bu termal bo'ladi. barcha tipik "yadroviy" belgilardan mahrum bo'lgan portlash).
Gap shundaki, yig'ilishdagi bo'linish zanjiri bitta neytron bilan boshlanmaydi: kerakli mikrosekundda ular millionlab o'ta kritik yig'ilishga yuboriladi. Birinchi yadroviy zaryadlarda buning uchun plutoniy majmuasi ichidagi bo'shliqda joylashgan izotop manbalari ishlatilgan: poloniy-210 siqilish paytida berilliy bilan qo'shilib, uning alfa zarralari bilan neytron emissiyasini keltirib chiqardi. Ammo barcha izotopik manbalar juda zaif (birinchi Amerika mahsuloti mikrosekundda million neytron ishlab chiqargan) va poloniy juda tez buziladi - u atigi 138 kun ichida faolligini ikki baravar kamaytiradi. Shuning uchun izotoplar o'rniga kamroq xavfli (ular yoqilmaganda chiqarilmaydi) va eng muhimi, intensivroq chiqaradigan neytron naychalari (yon panelga qarang): bir necha mikrosekundlarda (naycha tomonidan hosil bo'lgan pulsning davomiyligi) ) yuz millionlab neytronlar tug'iladi. Ammo agar u noto'g'ri vaqtda ishlamasa yoki ishlamasa, portlash yoki "zilch" deb ataladigan narsa paydo bo'ladi - kam quvvatli termal portlash.
Neytronning boshlanishi nafaqat yadroviy portlashning energiya chiqishini ko'p miqdorda oshiradi, balki uni tartibga solishga ham imkon beradi! Yadro zarbasining kuchi ko'rsatilishi kerak bo'lgan jangovar topshiriqni olgandan so'ng, hech kim uni ma'lum bir quvvat uchun maqbul bo'lgan plutoniy majmuasi bilan jihozlash uchun zaryadni qismlarga ajratmaydi. O'zgaruvchan TNT ekvivalentiga ega bo'lgan o'q-dorilarda neytron trubasiga ta'minot kuchlanishini o'zgartirish kifoya qiladi. Shunga ko'ra, neytron unumi va energiya chiqishi o'zgaradi (albatta, quvvat shu tarzda kamaytirilsa, juda ko'p qimmat plutoniy isrof bo'ladi).
Ammo ular energiya chiqarilishini tartibga solish zarurati haqida ancha keyinroq va birinchi navbatda o'ylay boshladilar urushdan keyingi yillar quvvatni kamaytirish haqida gap bo'lishi mumkin emas. Yana kuchli, kuchliroq va kuchliroq! Ammo subkritik sohaning ruxsat etilgan o'lchamlari bo'yicha yadroviy fizik va gidrodinamik cheklovlar mavjudligi ma'lum bo'ldi. Yuz kiloton portlashning TNT ekvivalenti bir fazali o'q-dorilar uchun jismoniy chegaraga yaqin bo'lib, unda faqat bo'linish sodir bo'ladi. Natijada asosiy energiya manbai sifatida parchalanishdan voz kechildi va ular boshqa sinf - termoyadroviy reaktsiyalarga tayandilar.
Yadro reaktori muammosiz va samarali ishlaydi. Aks holda, siz bilganingizdek, muammo bo'ladi. Lekin ichkarida nima bo'lyapti? Keling, yadro (yadro) reaktorining ishlash printsipini qisqacha, aniq, to'xtashlar bilan shakllantirishga harakat qilaylik.
Aslida, xuddi yadro portlashi paytida bo'lgani kabi, u erda ham xuddi shunday jarayon sodir bo'ladi. Faqat portlash juda tez sodir bo'ladi, ammo reaktorda bularning barchasi uzoq vaqt davom etadi. Natijada, hamma narsa xavfsiz va sog'lom bo'lib qoladi va biz energiya olamiz. Atrofdagi hamma narsa birdaniga vayron bo'lishi uchun emas, balki shaharni elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun etarli.
Boshqariladigan yadro reaktsiyasi qanday sodir bo'lishini tushunishdan oldin, bu nima ekanligini bilishingiz kerak yadro reaktsiyasi umuman.
Yadro reaktsiyasi atom yadrolarining elementar zarralar va gamma kvantlar bilan oʻzaro taʼsirlashganda oʻzgarishi (boʻlinishi) jarayonidir.
Yadro reaktsiyalari energiyaning yutilishi va chiqishi bilan ham sodir bo'lishi mumkin. Reaktor ikkinchi reaksiyalardan foydalanadi.
Yadro reaktori maqsadi nazorat ostida ushlab turish bo'lgan qurilma yadro reaktsiyasi energiya chiqishi bilan.
Ko'pincha yadroviy reaktor atom reaktori deb ham ataladi. Shuni ta'kidlash kerakki, bu erda tub farq yo'q, ammo fan nuqtai nazaridan "yadro" so'zini ishlatish to'g'riroq. Hozirgi vaqtda yadroviy reaktorlarning ko'p turlari mavjud. Bular elektr stantsiyalarida energiya ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan ulkan sanoat reaktorlari, suv osti kemalarining yadro reaktorlari, ilmiy tajribalarda ishlatiladigan kichik eksperimental reaktorlardir. Hatto dengiz suvini tuzsizlantirish uchun ishlatiladigan reaktorlar ham mavjud.
Yadro reaktorining yaratilish tarixi
Birinchi yadro reaktori unchalik uzoq bo'lmagan 1942 yilda ishga tushirilgan. Bu Fermi boshchiligida AQShda sodir bo'ldi. Ushbu reaktor "Chikago o'rmoni" deb nomlangan.
1946 yilda Kurchatov boshchiligida ishga tushirilgan birinchi sovet reaktori ishlay boshladi. Ushbu reaktorning tanasi diametri etti metrli to'p edi. Birinchi reaktorlarda sovutish tizimi yo'q edi va ularning quvvati minimal edi. Aytgancha, sovet reaktorining o'rtacha quvvati 20 vatt, amerikalik esa atigi 1 vatt edi. Taqqoslash uchun: zamonaviy quvvat reaktorlarining o'rtacha quvvati 5 Gigavattni tashkil qiladi. Birinchi reaktor ishga tushirilgandan keyin o'n yildan kamroq vaqt o'tgach, dunyodagi birinchi sanoat atom elektr stansiyasi Obninsk shahrida.
Yadro (yadro) reaktorining ishlash printsipi
Har qanday yadroviy reaktor bir necha qismlarga ega: yadro Bilan yoqilg'i Va moderator , neytron reflektor , sovutish suvi , nazorat qilish va himoya qilish tizimi . Izotoplar ko'pincha reaktorlarda yoqilg'i sifatida ishlatiladi. uran (235, 238, 233), plutoniy (239) va toriy (232). Faol zona - bu oqib o'tadigan qozon oddiy suv(sovutgich). Boshqa sovutish suyuqliklari orasida "og'ir suv" va suyuq grafit kamroq qo'llaniladi. Agar atom elektr stantsiyalarining ishlashi haqida gapiradigan bo'lsak, u holda issiqlik ishlab chiqarish uchun yadro reaktoridan foydalaniladi. Elektr energiyasining o'zi boshqa turdagi elektr stantsiyalarida bo'lgani kabi bir xil usul yordamida ishlab chiqariladi - bug 'turbinani aylantiradi va harakat energiyasi elektr energiyasiga aylanadi.
Quyida yadro reaktorining ishlash diagrammasi keltirilgan.
Yuqorida aytib o'tganimizdek, og'ir uran yadrosining parchalanishi engilroq elementlar va bir nechta neytronlarni hosil qiladi. Olingan neytronlar boshqa yadrolar bilan to'qnashadi va ularning bo'linishiga olib keladi. Shu bilan birga, neytronlar soni qor ko'chkisi kabi o'sib boradi.
Bu erda aytib o'tish kerak neytronlarni ko'paytirish omili . Shunday qilib, agar bu koeffitsient birga teng qiymatdan oshsa, yadroviy portlash. Agar qiymat birdan kichik bo'lsa, neytronlar juda oz bo'ladi va reaktsiya o'ladi. Ammo agar siz koeffitsient qiymatini birga teng tutsangiz, reaktsiya uzoq va barqaror davom etadi.
Savol shundaki, buni qanday qilish kerak? Reaktorda yoqilg'i deb ataladigan narsada yoqilg'i elementlari (TVELax). Bular kichik tabletkalar ko'rinishidagi tayoqchalardir: yadro yoqilg'isi . Yoqilg'i tayoqchalari olti burchakli kassetalarga ulangan, ulardan reaktorda yuzlab bo'lishi mumkin. Yoqilg'i tayoqlari bo'lgan kassetalar vertikal ravishda joylashtirilgan va har bir yonilg'i tayoqchasi yadroga botirish chuqurligini tartibga solish imkonini beruvchi tizimga ega. Kassetalarning o'ziga qo'shimcha ravishda ular o'z ichiga oladi nazorat tayoqlari Va favqulodda vaziyatlardan himoya qiluvchi tayoqlar . Rodlar neytronlarni yaxshi singdiruvchi materialdan qilingan. Shunday qilib, nazorat majmuasi yadroda turli xil chuqurliklarga tushirilishi mumkin va shu bilan neytronlarni ko'paytirish omilini moslashtiradi. Favqulodda rodlar favqulodda vaziyatlarda reaktorni o'chirish uchun mo'ljallangan.
Yadro reaktori qanday ishga tushiriladi?
Biz ishlash printsipining o'zini aniqladik, ammo reaktorni qanday ishga tushirish va ishlashni boshlash kerak? Taxminan aytganda, bu - uranning bir bo'lagi, lekin zanjir reaktsiyasi unda o'z-o'zidan boshlanmaydi. Gap shundaki, yadro fizikasida tushuncha bor kritik massa .
Kritik massa - yadro zanjiri reaktsiyasini boshlash uchun zarur bo'lgan parchalanuvchi materialning massasi.
Yoqilg'i tayoqchalari va boshqaruv rodlari yordamida birinchi navbatda reaktorda yadro yoqilg'isining kritik massasi hosil bo'ladi, so'ngra reaktor bir necha bosqichda optimal quvvat darajasiga keltiriladi.
Ushbu maqolada biz sizga yadroviy (yadro) reaktorning tuzilishi va ishlash printsipi haqida umumiy tushuncha berishga harakat qildik. Agar sizda mavzu bo'yicha savollaringiz bo'lsa yoki universitetda yadro fizikasi bo'yicha muammo so'ralgan bo'lsa, iltimos, murojaat qiling. kompaniyamiz mutaxassislariga. Odatdagidek, biz sizga o'qish bilan bog'liq har qanday dolzarb muammoni hal qilishda yordam berishga tayyormiz. Va shu bilan birga, e'tiboringizga yana bir o'quv videosini taqdim etamiz!
Yadro energiyasini ishlab chiqarish elektr energiyasini ishlab chiqarishning zamonaviy va tez rivojlanayotgan usuli hisoblanadi. Atom elektr stansiyalari qanday ishlashini bilasizmi? Atom elektr stantsiyasining ishlash printsipi qanday? Hozirgi kunda qanday turdagi yadro reaktorlari mavjud? Biz atom elektr stantsiyasining ishlash sxemasini batafsil ko'rib chiqishga, yadro reaktorining tuzilishini o'rganishga va elektr energiyasini ishlab chiqarishning yadroviy usuli qanchalik xavfsiz ekanligini aniqlashga harakat qilamiz.
Har qanday stansiya turar-joy hududidan uzoqda joylashgan yopiq hududdir. Uning hududida bir nechta binolar mavjud. Eng muhim inshoot - reaktor binosi, uning yonida reaktor boshqariladigan turbina xonasi va xavfsizlik binosi.
Yadro reaktorisiz sxemani amalga oshirish mumkin emas. Atom (yadro) reaktor - bu atom elektr stantsiyasining qurilmasi bo'lib, u neytronlarning bo'linishi zanjirli reaktsiyasini tashkil qilish uchun mo'ljallangan. majburiy ajratish bu jarayonda energiya. Ammo atom elektr stantsiyasining ishlash printsipi nima?
Butun reaktor qurilmasi reaktor binosida joylashgan bo'lib, reaktorni yashiradigan va avariya sodir bo'lgan taqdirda yadro reaktsiyasining barcha mahsulotlarini o'z ichiga oladigan katta beton minora. Bu katta minora saqlovchi, germetik qobiq yoki himoya zonasi deb ataladi.
Yangi reaktorlardagi germetik zonada 2 ta qalin beton devor - qobiqlar mavjud.
80 sm qalinlikdagi tashqi qobiq himoya zonasini tashqi ta'sirlardan himoya qiladi.
1 metr 20 sm qalinlikdagi ichki qobiq betonning mustahkamligini deyarli uch baravar oshiradigan va strukturaning parchalanishiga yo'l qo'ymaydigan maxsus po'lat kabellarga ega. Ichkarida u maxsus po'latdan yasalgan yupqa qatlam bilan qoplangan bo'lib, u saqlash uchun qo'shimcha himoya vazifasini o'taydi va avariya sodir bo'lgan taqdirda reaktor tarkibini saqlash zonasidan tashqariga chiqarmaslik uchun mo'ljallangan.
AESning bunday konstruksiyasi unga og‘irligi 200 tonnagacha bo‘lgan samolyot qulashi, 8 balli zilzila, tornado va tsunamiga bardosh berishga imkon beradi.
Birinchi muhrlangan qobiq 1968 yilda Amerikaning Konnektikut Yanki atom elektr stantsiyasida qurilgan.
Himoya zonasining umumiy balandligi 50-60 metrni tashkil qiladi.
Yadro reaktori nimadan iborat?
Yadro reaktorining ishlash printsipini va shuning uchun atom elektr stantsiyasining ishlash printsipini tushunish uchun siz reaktorning tarkibiy qismlarini tushunishingiz kerak. 
- Faol zona. Bu yadro yoqilg'isi (yoqilg'i generatori) va moderator joylashtirilgan maydon. Yoqilg'i atomlari (ko'pincha uran yoqilg'i hisoblanadi) zanjirli bo'linish reaktsiyasidan o'tadi. Moderator bo'linish jarayonini boshqarish uchun mo'ljallangan va tezlik va kuch jihatidan kerakli reaktsiyaga imkon beradi.
- Neytron reflektor. Reflektor yadroni o'rab oladi. U moderator bilan bir xil materialdan iborat. Aslida, bu quti bo'lib, uning asosiy maqsadi neytronlarning yadrodan chiqib, atrof-muhitga kirishiga yo'l qo'ymaslikdir.
- Sovutgich. Sovutish suyuqligi yoqilg'i atomlarining bo'linishi paytida chiqarilgan issiqlikni o'zlashtirishi va uni boshqa moddalarga o'tkazishi kerak. Sovutish suyuqligi ko'p jihatdan atom elektr stantsiyasi qanday loyihalashtirilganligini aniqlaydi. Bugungi kunda eng mashhur sovutish suvi suvdir.
Reaktorni boshqarish tizimi. Atom elektr stansiyasi reaktorini quvvatlaydigan sensorlar va mexanizmlar.
Atom elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i
Atom elektr stansiyasi nimada ishlaydi? Atom elektr stantsiyalari uchun yoqilg'i radioaktiv xususiyatlarga ega kimyoviy elementlardir. Barcha atom elektr stantsiyalarida bu element urandir.
Stansiyalarning dizayni atom elektr stansiyalarining toza emas, balki murakkab kompozit yoqilg'ida ishlashini nazarda tutadi kimyoviy element. Va yadroviy reaktorga yuklangan tabiiy urandan uran yoqilg'isini olish uchun ko'plab manipulyatsiyalarni amalga oshirish kerak.
Boyitilgan uran
Uran ikkita izotopdan iborat, ya'ni u turli massali yadrolarni o'z ichiga oladi. Ular proton va neytronlar soni bo'yicha nomlandi - izotop -235 va izotop-238. 20-asr tadqiqotchilari rudadan uran 235 ni olishni boshladilar, chunki... parchalanish va o'zgartirish osonroq edi. Ma'lum bo'lishicha, bunday uran tabiatda atigi 0,7% (qolgan foiz 238-izotopga to'g'ri keladi). 
Bu holatda nima qilish kerak? Ular uranni boyitishga qaror qilishdi. Uranni boyitish - bu jarayon bo'lib, unda juda ko'p kerakli 235x izotoplari va bir nechta keraksiz 238x izotoplari qoladi. Uran boyituvchilarning vazifasi 0,7% ni deyarli 100% uran-235 ga aylantirishdir.
Uranni ikki texnologiya yordamida boyitish mumkin: gaz diffuziyasi yoki gaz sentrifugasi. Ulardan foydalanish uchun rudadan olingan uran gazsimon holatga aylanadi. U gaz shaklida boyitiladi.
Uran kukuni
Boyitilgan uran gazi qattiq holatga - uran dioksidiga aylanadi. Bu sof qattiq uran 235 katta oq kristallar ko'rinishida ko'rinadi, ular keyinchalik uran kukuniga aylanadi.
Uran tabletkalari
Uran tabletkalari bir necha santimetr uzunlikdagi qattiq metall disklardir. Uran kukunidan bunday tabletkalarni hosil qilish uchun u modda - plastifikator bilan aralashtiriladi, bu tabletkalarni bosish sifatini yaxshilaydi.
Tabletkalarga maxsus kuch va yuqori haroratga qarshilik ko'rsatish uchun presslangan shaybalar 1200 daraja Selsiy bo'yicha bir kundan ortiq vaqt davomida pishiriladi. Atom elektr stantsiyasining qanday ishlashi to'g'ridan-to'g'ri uran yoqilg'isi qanchalik yaxshi siqilgan va pishirilganiga bog'liq. 
Tabletkalar molibden qutilarda pishiriladi, chunki faqat bu metall bir yarim ming darajadan yuqori bo'lgan "jahannam" haroratlarda erimaslikka qodir. Shundan so'ng atom elektr stantsiyalari uchun uran yoqilg'isi tayyor deb hisoblanadi.
TVEL va FA nima?
Reaktor yadrosi inson tanasidan 5 baravar kattaroq, devorlari (reaktor turiga qarab) teshiklari bo'lgan ulkan disk yoki quvurga o'xshaydi. Bu teshiklarda uran yoqilg'isi mavjud bo'lib, ularning atomlari kerakli reaktsiyani amalga oshiradi.
Agar siz butun stansiyaning portlashiga va yaqin atrofdagi bir nechta shtatlarga oqibatlarga olib keladigan avariyaga sabab bo'lmasangiz, shunchaki reaktorga yoqilg'ini tashlashning iloji yo'q. Shuning uchun uran yoqilg'isi yonilg'i tayoqchalariga joylashtiriladi va keyin yonilg'i agregatlarida yig'iladi. Ushbu qisqartmalar nimani anglatadi?
- TVEL - yonilg'i elementi (xuddi shu nom bilan adashtirmaslik kerak Rossiya kompaniyasi, ularni ishlab chiqaradi). Bu, asosan, uran tabletkalari joylashtiriladigan tsirkonyum qotishmalaridan yasalgan ingichka va uzun tsirkonyum naychasidir. Aynan yonilg'i tayoqlarida uran atomlari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qila boshlaydi va reaktsiya paytida issiqlikni chiqaradi.
Yonilg'i tayoqlarini ishlab chiqarish uchun material sifatida zirkonyum o'zining refrakterligi va korroziyaga qarshi xususiyatlari tufayli tanlangan.
Yoqilg'i tayoqlarining turi reaktorning turi va tuzilishiga bog'liq. Qoida tariqasida, yonilg'i tayoqlarining tuzilishi va maqsadi o'zgarmaydi, trubaning uzunligi va kengligi boshqacha bo'lishi mumkin. 
Mashina bitta tsirkonyum naychasiga 200 dan ortiq uran granulalarini yuklaydi. Umuman olganda, reaktorda bir vaqtning o'zida 10 millionga yaqin uran pelletlari ishlaydi.
FA - yoqilg'i yig'ish. AES ishchilari yonilg'i yig'ish to'plamlarini chaqirishadi.
Asosan, bu bir-biriga mahkamlangan bir nechta yoqilg'i tayoqlari. FA tayyor yadro yoqilg'isi bo'lib, atom elektr stansiyasi nimada ishlaydi. Bu yadroviy reaktorga yuklangan yoqilg'i agregatlari. Bitta reaktorga 150-400 ga yaqin yoqilg'i agregatlari joylashtirilgan.
Yoqilg'i agregatlari ishlaydigan reaktorga qarab, ular bo'lishi mumkin turli shakllar. Ba'zan to'plamlar kub shaklida, ba'zan silindrsimon, ba'zan olti burchakli shaklga o'raladi.
4 yillik ekspluatatsiya davrida bitta yoqilg'i yig'indisi 670 vagon ko'mir, 730 ta tabiiy gaz yoki 900 ta neft sisternasini yoqish bilan bir xil miqdorda energiya ishlab chiqaradi.
Bugungi kunda yoqilg'i komplektlari asosan Rossiya, Frantsiya, AQSh va Yaponiyadagi zavodlarda ishlab chiqariladi.
Atom elektr stantsiyalari uchun yoqilg'ini boshqa mamlakatlarga etkazib berish uchun yonilg'i agregatlari uzun va keng metall quvurlarga muhrlanadi, quvurlardan havo pompalanadi va maxsus mashinalar yuk samolyotlarida yetkazib berilgan.
Atom elektr stantsiyalari uchun yadro yoqilg'isi juda og'ir, chunki ... uran eng ko'plaridan biridir og'ir metallar sayyorada. Uning solishtirma og'irlik po'latdan 2,5 barobar ko'p.
Atom elektr stantsiyasi: ishlash printsipi
Atom elektr stantsiyasining ishlash printsipi qanday? Atom elektr stantsiyalarining ishlash printsipi radioaktiv modda - uran atomlarining bo'linish zanjirli reaktsiyasiga asoslanadi. Bu reaktsiya yadro reaktorining yadrosida sodir bo'ladi.
BILISH MUHIM:
Yadro fizikasining nozik jihatlariga kirmasdan, atom elektr stantsiyasining ishlash printsipi quyidagicha ko'rinadi:
Yadro reaktori ishga tushirilgandan so'ng, uranning reaksiyaga kirishiga to'sqinlik qiluvchi yonilg'i tayoqchalaridan absorber tayoqchalari chiqariladi.
Rodlar olib tashlanganidan keyin uran neytronlari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qila boshlaydi.
Neytronlar to'qnashganda, atom darajasida mini-portlash sodir bo'ladi, energiya chiqariladi va yangi neytronlar tug'iladi, zanjir reaktsiyasi boshlanadi. Bu jarayon issiqlik hosil qiladi.
Issiqlik sovutgichga o'tkaziladi. Sovutish suyuqligining turiga qarab, u turbinani aylantiradigan bug 'yoki gazga aylanadi.
Turbina elektr generatorini boshqaradi. Aynan u elektr tokini ishlab chiqaradi.
Agar siz jarayonni kuzatmasangiz, uran neytronlari bir-biri bilan to'qnashib, reaktorni portlatib, butun atom elektr stantsiyasini sindirib tashlashi mumkin. Jarayon kompyuter sensorlari tomonidan boshqariladi. Ular reaktorda haroratning oshishi yoki bosimning o'zgarishini aniqlaydi va avtomatik ravishda reaktsiyalarni to'xtata oladi.
Atom elektr stansiyalarining ishlash printsipi issiqlik elektr stansiyalaridan (issiqlik elektr stansiyalari) qanday farq qiladi?
Ishda faqat birinchi bosqichlarda farqlar mavjud. Atom elektr stantsiyasida sovutish suvi uran yoqilg'isi atomlarining bo'linishidan issiqlik oladi, issiqlik elektr stantsiyasida sovutish suvi organik yoqilg'ining (ko'mir, gaz yoki neft) yonishidan issiqlik oladi. Uran atomlari yoki gaz va ko'mir issiqlikni chiqargandan so'ng, atom elektr stantsiyalari va issiqlik elektr stantsiyalarining ishlash sxemalari bir xil bo'ladi.
Yadro reaktorlarining turlari
Atom elektr stantsiyasining qanday ishlashi uning yadro reaktorining qanday ishlashiga bog'liq. Bugungi kunda reaktorlarning ikkita asosiy turi mavjud bo'lib, ular neyronlar spektriga ko'ra tasniflanadi:
Sekin neytronli reaktor, termal reaktor deb ham ataladi.
Uning ishlashi uchun uran 235 ishlatiladi, u boyitish, uran granulalarini yaratish va hokazo bosqichlaridan o'tadi. Bugungi kunda reaktorlarning katta qismi sekin neytronlardan foydalanadi.
Tez neytron reaktori.
Bu reaktorlar kelajakdir, chunki... Ular tabiatda bir tiyin bo'lgan uran-238 ustida ishlaydi va bu elementni boyitishning hojati yo'q. Bunday reaktorlarning yagona salbiy tomoni loyihalash, qurish va ishga tushirish uchun juda yuqori xarajatlardir. Bugungi kunda tez neytron reaktorlari faqat Rossiyada ishlaydi.
Tez neytron reaktorlaridagi sovutish suvi simob, gaz, natriy yoki qo'rg'oshindir.
Bugungi kunda dunyodagi barcha atom elektr stansiyalari foydalanadigan sekin neytron reaktorlari ham bir necha turdagi bo'ladi.
IAEA tashkiloti (xalqaro agentlik yadro energiyasi) jahon atom energetikasi sanoatida eng ko'p qo'llaniladigan o'z tasnifini yaratdi. Atom elektr stantsiyasining ishlash printsipi ko'p jihatdan sovutish suvi va moderatorni tanlashga bog'liq bo'lganligi sababli, MAGATE o'z tasnifini ushbu farqlarga asosladi.
Kimyoviy nuqtai nazardan, deyteriy oksidi ideal moderator va sovutish suvi hisoblanadi, chunki uning atomlari boshqa moddalarga nisbatan uranning neytronlari bilan eng samarali ta'sir o'tkazadi. Oddiy qilib aytganda, og'ir suv o'z vazifasini minimal yo'qotishlar va maksimal natijalar bilan bajaradi. Biroq, uni ishlab chiqarish pul talab qiladi, oddiy "yorug'lik" va tanish suvdan foydalanish ancha oson.
Yadro reaktorlari haqida bir necha faktlar...
Qizig'i shundaki, bitta atom elektr stansiyasi reaktorini qurish uchun kamida 3 yil kerak bo'ladi!
Reaktorni qurish uchun 210 kiloamperlik elektr tokida ishlaydigan asbob-uskunalar kerak bo'ladi, bu esa odamni o'ldirishi mumkin bo'lgan oqimdan million marta yuqori.
Yadro reaktorining bitta qobig'i (tuzilish elementi) 150 tonnani tashkil qiladi. Bitta reaktorda 6 ta shunday element mavjud.
Bosimli suv reaktori
Biz allaqachon atom elektr stansiyasi qanday ishlashini bilib oldik; hamma narsani istiqbolli qilish uchun, keling, eng mashhur bosimli suv yadroviy reaktorining qanday ishlashini ko'rib chiqaylik.
Bugungi kunda butun dunyoda 3+ avlod bosimli suv reaktorlari qo'llanilmoqda. Ular eng ishonchli va xavfsiz deb hisoblanadi.
Dunyodagi barcha bosimli suv reaktorlari ishlagan yillar davomida 1000 yildan ortiq muammosiz ishlagan va hech qachon jiddiy og'ishlarga yo'l qo'ymagan. 
Bosimli suv reaktorlaridan foydalanadigan atom elektr stantsiyalarining tuzilishi 320 gradusgacha qizdirilgan distillangan suvning yonilg'i tayoqlari orasida aylanishini nazarda tutadi. Bug 'holatiga o'tishining oldini olish uchun u 160 atmosfera bosimi ostida saqlanadi. Atom elektr stantsiyasining diagrammasi uni birlamchi aylanma suv deb ataydi.
Isitilgan suv bug 'generatoriga kiradi va issiqligini ikkilamchi suvga beradi, shundan so'ng u yana reaktorga "qaytadi". Tashqi tomondan, birinchi konturning suv quvurlari boshqa quvurlar bilan aloqa qilganga o'xshaydi - ikkinchi konturning suvi, ular issiqlikni bir-biriga o'tkazadi, lekin suvlar aloqa qilmaydi. Quvurlar aloqada.
Shunday qilib, elektr energiyasini ishlab chiqarish jarayonida keyingi ishtirok etadigan ikkilamchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan suvga radiatsiya tushishi ehtimoli istisno qilinadi.
AESning ish xavfsizligi
Atom elektr stantsiyalarining ishlash printsipini o'rganganimizdan so'ng, biz xavfsizlik qanday ishlashini tushunishimiz kerak. Bugungi kunda atom elektr stansiyalarini qurish xavfsizlik qoidalariga e'tiborni kuchaytirishni talab qiladi.
AES xavfsizligi xarajatlari stansiyaning umumiy qiymatining taxminan 40% ni tashkil qiladi. 
Atom elektr stantsiyasining dizayni radioaktiv moddalarning tarqalishiga to'sqinlik qiluvchi 4 ta jismoniy to'siqni o'z ichiga oladi. Bu to'siqlar nima qilishi kerak? Kerakli vaqtda yadro reaktsiyasini to'xtata olish, yadrodan va reaktorning o'zidan issiqlikning doimiy ravishda olib tashlanishini ta'minlash va radionuklidlarning himoya zonasidan tashqariga chiqishini oldini olish (germetik zona).
- Birinchi to'siq - uran pelletlarining kuchi. Ular yadroviy reaktorda yuqori harorat ta'sirida yo'q qilinmasligi muhim. Atom elektr stantsiyasining qanday ishlashi ko'p jihatdan uran granulalarining dastlabki ishlab chiqarish bosqichida qanday "pishirilganiga" bog'liq. Agar uran yoqilg'isi granulalari to'g'ri pishirilmasa, uran atomlarining reaktordagi reaktsiyalarini oldindan aytib bo'lmaydi.
- Ikkinchi to'siq - yonilg'i tayoqlarining mahkamligi. Zirkonyum naychalari mahkam yopishtirilgan bo'lishi kerak; agar muhr buzilgan bo'lsa, eng yaxshi holatda reaktor buziladi va ish to'xtaydi, eng yomoni, hamma narsa havoga uchib ketadi.
- Uchinchi to'siq - bardoshli po'lat reaktorli idish a, (o'sha katta minora - germetik zona) barcha radioaktiv jarayonlarni "ushlab turadi". Agar korpus shikastlangan bo'lsa, radiatsiya atmosferaga chiqadi.
- To'rtinchi to'siq - favqulodda himoya tayoqlari. Moderatorlari bo'lgan novdalar magnitlar tomonidan yadro ustida osilgan bo'lib, ular barcha neytronlarni 2 soniya ichida o'zlashtira oladi va zanjir reaktsiyasini to'xtatadi.
Agar ko'p darajadagi himoyaga ega bo'lgan atom elektr stantsiyasining dizayniga qaramay, reaktor yadrosini o'z vaqtida sovutish mumkin bo'lmasa va yoqilg'i harorati 2600 darajaga ko'tarilsa, xavfsizlik tizimining so'nggi umidi kuchga kiradi. - eritma tuzog'i deb ataladigan narsa.
Gap shundaki, bu haroratda reaktor idishining pastki qismi eriydi va yadro yoqilg'isi va eritilgan tuzilmalarning barcha qoldiqlari reaktor yadrosi ustida osilgan maxsus "shisha" ga oqib tushadi.
Eritma tuzog'i sovutgichda saqlanadi va yong'inga chidamli. U bo'linish zanjiri reaktsiyasini asta-sekin to'xtatadigan "qurbonlik materiali" bilan to'ldiriladi.
Shunday qilib, atom elektr stantsiyasining dizayni har qanday avariya ehtimolini deyarli butunlay yo'q qiladigan bir nechta himoya darajasini nazarda tutadi.
Antik davrning yuz minglab mashhur va unutilgan qurol ustalari bir marta bosish bilan dushman qo'shinini bug'lashga qodir bo'lgan ideal qurolni izlash uchun kurashdilar. Vaqti-vaqti bilan bu izlanishlar izlarini ertaklarda topish mumkin, ular mo''jizaviy qilich yoki kamonni qo'ldan boy bermasdan urgan kamon yoki kamonni ko'proq yoki kamroq ishonchli tasvirlaydi.
Yaxshiyamki, texnologik taraqqiyot uzoq vaqt davomida shunchalik sekin harakat qildiki, halokatli qurolning haqiqiy timsoli tushlarda va og'zaki hikoyalarda, keyinroq esa kitob sahifalarida qoldi. 19-asrning ilmiy va texnologik sakrashi 20-asrning asosiy fobiyasini yaratish uchun sharoit yaratdi. Haqiqiy sharoitlarda yaratilgan va sinovdan o'tgan yadroviy bomba harbiy ishlarda ham, siyosatda ham inqilob qildi.
Qurollarning yaratilish tarixi
Uzoq vaqt davomida eng kuchli qurollarni faqat portlovchi moddalar yordamida yaratish mumkinligiga ishonishgan. Eng kichik zarrachalar bilan ishlagan olimlarning kashfiyotlari buning yordami bilan ekanligini ilmiy isbotladi elementar zarralar katta energiya ishlab chiqarish mumkin. Bir qator tadqiqotchilarning birinchisini 1896 yilda uran tuzlarining radioaktivligini kashf etgan Bekkerel deb atash mumkin.
Uranning o'zi 1786 yildan beri ma'lum, ammo o'sha paytda hech kim uning radioaktivligiga shubha qilmagan. Olimlarning 19-20-asrlar oxiridagi faoliyati nafaqat o'ziga xos narsalarni ochib berdi. jismoniy xususiyatlar, balki radioaktiv moddalardan energiya olish imkoniyati ham mavjud.
Uran asosida qurol yasash varianti birinchi bo'lib 1939 yilda frantsuz fiziklari Joliot-Kyuri tomonidan batafsil tavsiflangan, nashr etilgan va patentlangan.
Qurol uchun qimmatli bo'lishiga qaramay, olimlarning o'zlari bunday halokatli qurolning yaratilishiga qat'iy qarshi edilar.
Ikkinchi jahon urushini qarshilik ko'rsatishda boshdan kechirgan 1950-yillarda er-xotin (Fridrix va Irene) urushning halokatli kuchini anglab, umumiy qurolsizlanish tarafdori bo'lishdi. Ular Niels Bor, Albert Eynshteyn va o'sha davrning boshqa taniqli fiziklari tomonidan qo'llab-quvvatlanadi.
Ayni paytda, Joliot-Kyurilar Parijda natsistlar muammosi bilan band bo'lgan bir paytda, sayyoramizning boshqa tomonida, Amerikada, dunyodagi birinchi yadro zaryadi ishlab chiqilmoqda. Ishga rahbarlik qilgan Robert Oppengeymerga eng keng vakolatlar va ulkan resurslar berildi. 1941 yil oxiri Manxetten loyihasining boshlanishi bo'ldi, bu oxir-oqibat birinchi jangovar yadro kallagining yaratilishiga olib keldi.
Nyu-Meksiko shtatining Los-Alamos shahrida qurol-yarog‘ uchun mo‘ljallangan uranni ishlab chiqarish bo‘yicha birinchi zavodlar barpo etildi. Keyinchalik, xuddi shunday yadro markazlari butun mamlakat bo'ylab, masalan, Chikagoda, Oak Ridjda (Tennessi shtati) paydo bo'ldi va Kaliforniyada tadqiqotlar olib borildi. Bomba yaratishga Amerika universitetlari professorlarining eng yaxshi kuchlari, shuningdek, Germaniyadan qochgan fiziklar tashlandi.
"Uchinchi Reyx" ning o'zida Fuhrerga xos tarzda yangi turdagi qurollarni yaratish bo'yicha ishlar boshlandi.
"Besnovaty" tanklar va samolyotlarga ko'proq qiziqqanligi sababli va qanchalik yaxshi bo'lsa, u yangi mo''jizaviy bombaga ehtiyoj sezmadi.
Shunga ko'ra, Gitler tomonidan qo'llab-quvvatlanmagan loyihalar eng yaxshi holatda salyangoz tezligida harakat qildi.
Vaziyat qizib keta boshlaganda va tanklar va samolyotlar Sharqiy front tomonidan yutib yuborilgani ma'lum bo'ldi, yangi mo''jizaviy qurol qo'llab-quvvatlandi. Ammo bu juda kech edi, bombardimon va Sovet tanklarining doimiy qo'rquvi sharoitida yadroviy komponentli qurilma yaratish mumkin emas edi.
Sovet Ittifoqi buzg'unchi qurolning yangi turini yaratish imkoniyatiga ko'proq e'tibor qaratdi. Urushdan oldingi davrda fiziklar yadro energetikasi va yadro qurolini yaratish imkoniyatlari haqida umumiy bilimlarni to'pladilar va mustahkamladilar. Razvedka SSSRda ham, AQShda ham yadroviy bomba yaratilishining butun davri davomida jadal ishladi. Urush rivojlanish sur'atlarini sekinlashtirishda katta rol o'ynadi, chunki frontga ulkan resurslar ketdi.
To'g'ri, akademik Igor Vasilyevich Kurchatov o'ziga xos qat'iyatliligi bilan barcha quyi bo'limlarning ushbu yo'nalishdagi ishlarini olg'a surdi. Bir oz oldinga nazar tashlaydigan bo'lsak, u SSSR shaharlariga Amerika zarbasi tahdidiga qarshi qurol ishlab chiqarishni tezlashtirish vazifasini bajaradi. Aynan u yuzlab va minglab olimlar va ishchilardan iborat ulkan mashina shag'al ostida turib, Sovet yadro bombasining otasi faxriy unvoniga sazovor bo'lgan edi.
Dunyodagi birinchi sinovlar
Ammo keling, Amerika yadroviy dasturiga qaytaylik. 1945 yilning yoziga kelib amerikalik olimlar dunyodagi birinchi yadro bombasini yaratishga muvaffaq bo'lishdi. O'zini do'konda kuchli petarda yasagan yoki sotib olgan har qanday bola uni imkon qadar tezroq portlatib yuborishni xohlab, favqulodda azoblarni boshdan kechiradi. 1945 yilda yuzlab amerikalik askarlar va olimlar xuddi shunday voqeani boshdan kechirdilar.
1945 yil 16 iyunda Nyu-Meksiko shtatidagi Alamogordo cho'lida birinchi yadroviy qurol sinovi va eng kuchli portlashlardan biri bo'lib o'tdi.
Bunkerdan portlashni kuzatgan guvohlar 30 metrlik po'lat minora tepasida zaryad qanday kuch bilan portlaganidan hayratda qolishdi. Avvaliga hamma narsa quyoshdan bir necha baravar kuchli yorug'lik bilan to'ldirilgan edi. Keyin olovli shar osmonga ko'tarilib, mashhur qo'ziqoringa aylangan tutun ustuniga aylandi.
Chang tushishi bilan tadqiqotchilar va bomba yaratuvchilari portlash joyiga shoshilishdi. Ular qo'rg'oshin bilan qoplangan Sherman tanklaridan keyingi voqealarni tomosha qilishdi. Ko'rganlari ularni hayratda qoldirdi, hech qanday qurol bunday zarar keltira olmadi. Qum baʼzi joylarda erib shishaga aylangan.
Minoraning mayda qoldiqlari ham topilgan; ulkan diametrli kraterda buzilgan va maydalangan tuzilmalar halokatli kuchni aniq ko'rsatgan.
Zarar qiluvchi omillar
Ushbu portlash yangi qurolning kuchi, dushmanni yo'q qilish uchun nimadan foydalanishi haqida birinchi ma'lumotni taqdim etdi. Bular bir nechta omillar:
- yorug'lik nurlanishi, chaqnash, hatto himoyalangan ko'rish organlarini ham ko'r qilishga qodir;
- zarba to'lqini, markazdan harakatlanadigan zich havo oqimi, aksariyat binolarni vayron qiladi;
- ko'pgina uskunalarni o'chirib qo'yadigan va portlashdan keyin birinchi marta kommunikatsiyalardan foydalanishga ruxsat bermaydigan elektromagnit impuls;
- penetratsion nurlanish, ko'pchilik xavfli omil boshqa zararli omillardan panoh topganlar uchun u alfa-beta-gamma nurlanishiga bo'linadi;
- o'nlab va hatto yuzlab yillar davomida salomatlik va hayotga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan radioaktiv ifloslanish.
Yadro qurolidan keyingi foydalanish, shu jumladan jangovar harakatlar, ularning tirik organizmlar va tabiatga ta'sirining barcha o'ziga xos xususiyatlarini ko'rsatdi. 1945 yil 6 avgust o'sha paytda bir qancha muhim harbiy ob'ektlar bilan mashhur bo'lgan kichik Xirosima shahrining o'n minglab aholisi uchun oxirgi kun edi.
Urushning natijasi tinch okeani Bu oldindan aytib bo'lmaydigan xulosa edi, ammo Pentagon Yaponiya arxipelagidagi operatsiya AQSh dengiz piyodalarining milliondan ortiq hayotini yo'qotishiga ishondi. Bir tosh bilan bir nechta qushlarni o'ldirish, Yaponiyani urushdan olib chiqish, qo'nish operatsiyasini tejash, yangi qurolni sinab ko'rish va uni butun dunyoga, birinchi navbatda, SSSRga e'lon qilishga qaror qilindi.
Ertalab soat birlarda “Baby” yadro bombasini olib ketayotgan samolyot topshiriq bilan havoga ko‘tarildi.
Shahar ustiga tashlangan bomba taxminan 600 metr balandlikda ertalab soat 8.15 da portlagan. Zilzila o'chog'idan 800 metr uzoqlikda joylashgan barcha binolar vayron bo'lgan. 9 balli zilzilaga bardosh berishga mo‘ljallangan bir necha binolarning devorlarigina omon qolgan.
Bomba portlashi paytida 600 metr radiusda bo'lgan har o'n kishidan faqat bittasi omon qolishi mumkin edi. Yengil nurlanish odamlarni ko'mirga aylantirib, toshda soya izlarini, odam turgan joyning qorong'i izini qoldirdi. Keyingi portlash to'lqini shunchalik kuchli ediki, u portlash joyidan 19 kilometr uzoqlikdagi oynani sindirishi mumkin edi.
Bir o'smirni zich havo oqimi deraza orqali uydan urib yubordi; qo'nganida yigit uyning devorlari kartalar kabi yig'ilib qolganini ko'rdi. Portlash to'lqinidan keyin yong'in tornadosi kelib, portlashdan omon qolgan va yong'in zonasini tark etishga ulgurmagan bir necha aholini yo'q qildi. Portlashdan uzoqda bo'lganlar og'ir bezovtalikni boshdan kechira boshladilar, ularning sababi dastlab shifokorlarga noma'lum edi.
Ko'p vaqt o'tgach, bir necha hafta o'tgach, "radiatsiyaviy zaharlanish" atamasi e'lon qilindi, endi u radiatsiya kasalligi deb nomlanadi.
280 mingdan ortiq odam to'g'ridan-to'g'ri portlash natijasida va keyingi kasalliklardan faqat bitta bomba qurboni bo'ldi.
Yaponiyani yadro quroli bilan bombardimon qilish shu bilan tugamadi. Rejaga ko'ra, atigi to'rt-oltita shahar zarba berishi kerak edi, ammo ob-havo sharoiti faqat Nagasakiga zarba berishga imkon berdi. Ushbu shaharda 150 mingdan ortiq odam Fat Man bombasining qurboni bo'ldi.
Va'dalar Amerika hukumati Yaponiya taslim bo'lishidan oldin bunday hujumlarni amalga oshirish sulhga, keyin esa tugatilgan bitim imzolanishiga olib keldi. Jahon urushi. Ammo yadroviy qurollar uchun bu faqat boshlanishi edi.
Dunyodagi eng kuchli bomba
Urushdan keyingi davr SSSR bloki va uning ittifoqchilarining AQSh va NATO bilan qarama-qarshiligi bilan ajralib turdi. 1940-yillarda amerikaliklar Sovet Ittifoqiga zarba berish imkoniyatini jiddiy ko'rib chiqdilar. Sobiq ittifoqchini ushlab turish uchun bomba yaratish bo'yicha ishlarni tezlashtirish kerak edi va 1949 yil 29 avgustda AQShning yadro qurolidagi monopoliyasi tugatildi. Qurollanish poygasi davrida ikkita yadroviy sinov eng katta e'tiborga loyiqdir.
Bikini atolli, birinchi navbatda, bema'ni suzish kiyimlari bilan mashhur bo'lib, 1954 yilda maxsus kuchli yadroviy zaryadning sinovi tufayli butun dunyo bo'ylab shov-shuvga sabab bo'ldi.
Amerikaliklar atom qurolining yangi dizaynini sinab ko'rishga qaror qilib, zaryadni hisoblamadilar. Natijada portlash rejalashtirilganidan 2,5 barobar kuchliroq bo‘lgan. Yaqin atrofdagi orollar aholisi, shuningdek, hamma joyda bo'lgan yapon baliqchilari hujumga uchradi.
Ammo bu eng kuchli Amerika bombasi emas edi. 1960 yilda B41 yadroviy bomba ishga tushirildi, ammo u hech qachon o'z kuchi tufayli to'liq sinovdan o'tmadi. Sinov maydonida bunday xavfli qurolni portlatib yuborishdan qo'rqib, zaryadning kuchi nazariy jihatdan hisoblab chiqilgan.
Hamma narsada birinchi bo'lishni yaxshi ko'rgan Sovet Ittifoqi 1961 yilda boshdan kechirgan, aks holda "Kuzkaning onasi" laqabini olgan.
Amerikaning yadroviy shantajiga javoban sovet olimlari dunyodagi eng kuchli bombani yaratdilar. "Novaya Zemlya" da sinovdan o'tgan u dunyoning deyarli barcha burchaklarida o'z izini qoldirdi. Xotiralarga ko'ra, portlash paytida eng chekka burchaklarda engil zilzila sezilgan.
Portlash to'lqini, albatta, barcha halokatli kuchini yo'qotib, Yerni aylana oldi. Bugungi kunga kelib, bu insoniyat tomonidan yaratilgan va sinovdan o'tkazilgan dunyodagi eng kuchli yadroviy bomba. Albatta, agar uning qo'llari bo'sh bo'lsa, Kim Chen Inning yadroviy bombasi kuchliroq bo'lardi, lekin uni sinab ko'rish uchun uning Yangi Yeri yo'q.
Atom bombasi qurilmasi
Keling, juda ibtidoiy, faqat tushunish uchun atom bombasi qurilmasini ko'rib chiqaylik. Atom bombalarining ko'p sinflari mavjud, ammo uchta asosiysini ko'rib chiqaylik:
- uran 235 asosidagi uran birinchi marta Xirosima ustida portladi;
- plutoniy 239 ga asoslangan plutoniy birinchi marta Nagasaki ustida portladi;
- deyteriy va tritiyli og'ir suvga asoslangan termoyadro, ba'zan vodorod deb ataladi, xayriyatki, aholiga qarshi ishlatilmaydi.
Birinchi ikkita bomba og'ir yadrolarning nazoratsiz yadro reaktsiyasi orqali kichikroqlarga bo'linishi ta'siriga asoslangan. katta miqdor energiya. Uchinchisi vodorod yadrolarining (aniqrog'i uning deyteriy va tritiy izotoplari) vodorodga nisbatan og'irroq bo'lgan geliy hosil bo'lishi bilan birlashishiga asoslangan. Xuddi shu bomba og'irligi uchun vodorod bombasining halokatli salohiyati 20 baravar katta.
Agar uran va plutoniy uchun kritikdan kattaroq massani (zanjir reaktsiyasi boshlanadigan) birlashtirish etarli bo'lsa, vodorod uchun bu etarli emas.
Bir nechta uran bo'laklarini ishonchli tarzda biriga ulash uchun to'p effekti qo'llaniladi, unda uranning kichik qismlari kattaroq bo'laklarga otiladi. Porox ham ishlatilishi mumkin, ammo ishonchliligi uchun kam quvvatli portlovchi moddalar qo'llaniladi.
Plutoniy bombasida zanjir reaktsiyasi uchun zarur shart-sharoitlarni yaratish uchun portlovchi moddalar plutoniy o'z ichiga olgan ingotlar atrofiga joylashtiriladi. Kümülatif ta'sir tufayli, shuningdek, neytron tashabbuskori eng markazda joylashgan (bir necha milligramm poloniyli berilliy) zarur shart-sharoitlar erishiladi.
U o'z-o'zidan portlamaydigan asosiy zaryadga va sug'urtaga ega. Deyteriy va tritiy yadrolarining birlashishi uchun sharoit yaratish uchun bizga hech bo'lmaganda bir nuqtada tasavvur qilib bo'lmaydigan bosim va harorat kerak. Keyinchalik, zanjirli reaktsiya paydo bo'ladi.
Bunday parametrlarni yaratish uchun bomba an'anaviy, ammo kam quvvatli yadroviy zaryadni o'z ichiga oladi, bu sug'urta hisoblanadi. Uning portlashi termoyadro reaksiyasining boshlanishi uchun sharoit yaratadi.
Atom bombasining kuchini baholash uchun "TNT ekvivalenti" deb nomlanadi. Portlash - bu energiya chiqishi, dunyodagi eng mashhur portlovchi TNT (TNT - trinitrotoluol) va barcha yangi turdagi portlovchi moddalar unga tenglashtirilgan. "Baby" bombasi - 13 kiloton TNT. Bu 13000 ga teng.
"Semiz odam" bombasi - 21 kiloton, "Tsar Bomba" - 58 megaton TNT. 26,5 tonnalik massada to'plangan 58 million tonna portlovchi moddalar haqida o'ylash qo'rqinchli, bu bombaning og'irligi shunchalik.
Yadro urushi va yadroviy falokatlar xavfi
Yigirmanchi asrning eng dahshatli urushi davrida paydo bo'lgan yadro quroli insoniyat uchun eng katta xavfga aylandi. Ikkinchi jahon urushidan so'ng darhol Sovuq urush boshlandi, u bir necha bor deyarli to'liq yadroviy mojaroga aylandi. Hech bo'lmaganda bir tomonning yadroviy bomba va raketalardan foydalanish tahdidi 1950-yillarda muhokama qilina boshladi.
Bu urushda g‘olib bo‘lishi mumkin emasligini hamma tushundi va tushundi.
Uni ushlab turish uchun ko'plab olimlar va siyosatchilar tomonidan harakatlar qilingan va qilinmoqda. Chikago universiteti, taklif etilgan yadro olimlarining, shu jumladan, fikrlaridan foydalangan holda Nobel mukofoti sovrindorlari, Yarim tundan bir necha daqiqa oldin Qiyomat soatini o'rnatadi. Yarim tun yadroviy kataklizmni, yangi jahon urushining boshlanishini va eski dunyoning yo'q qilinishini anglatadi. IN turli yillar Soat tillari 17-2 daqiqadan yarim tungacha o'zgarib turdi.
Atom elektr stantsiyalarida sodir bo'lgan bir qancha yirik avariyalar ham ma'lum. Ushbu ofatlar qurolga bilvosita aloqador; atom elektr stantsiyalari hali ham yadroviy bombalardan farq qiladi, ammo ular atomdan harbiy maqsadlarda foydalanish natijalarini mukammal ko'rsatadi. Ulardan eng kattasi:
- 1957 yil, Qishtim avariyasi, saqlash tizimidagi nosozlik tufayli Qishtim yaqinida portlash sodir bo'ldi;
- 1957 yil, Angliya, Angliyaning shimoli-g'arbiy qismida xavfsizlik tekshiruvlari o'tkazilmadi;
- 1979 yil, AQSh, o'z vaqtida aniqlanmagan qochqin tufayli atom elektr stantsiyasida portlash va chiqish sodir bo'ldi;
- 1986 yil, Chernobil fojiasi, 4-energoblokning portlashi;
- 2011 yil, Fukusima stantsiyasida avariya, Yaponiya.
Bu fojialarning har biri yuz minglab insonlar taqdirida og‘ir iz qoldirdi va butun hududlarni alohida nazorat ostidagi noturar joylarga aylantirdi.
Yadro falokati boshlanishiga deyarli qimmatga tushadigan hodisalar bo'ldi. Sovet yadroviy suv osti kemalari bortida bir necha bor reaktor bilan bog'liq avariyalarga uchragan. Amerikaliklar bortida ikkita Mark 39 yadro bombasi bo'lgan Superfortress bombardimonchi samolyotini tashladilar, rentabelligi 3,8 megaton. Ammo faollashtirilgan "xavfsizlik tizimi" zaryadlarning portlashiga yo'l qo'ymadi va falokatning oldini oldi.
Yadro qurollari o'tmish va hozirgi
Bugun bu hammaga ayon yadro urushi zamonaviy insoniyatni yo'q qiladi. Ayni paytda, yadroviy qurolga ega bo'lish va yadroviy klubga kirish, to'g'rirog'i, eshikni taqillatib, unga kirish istagi hamon ba'zi davlat rahbarlarini hayajonga solmoqda.
Hindiston va Pokiston ruxsatsiz yadro qurolini yaratdi va isroilliklar bomba borligini yashirmoqda.
Ba'zilar uchun yadroviy bombaga ega bo'lish ularning xalqaro maydondagi ahamiyatini isbotlash usulidir. Boshqalar uchun bu qanotli demokratiya yoki boshqa tashqi omillar aralashmaslik kafolatidir. Ammo asosiysi, bu zaxiralar biznesga kirmaydi, ular uchun ular haqiqatan ham yaratilgan.
Video
