 | В этой статье не процитировать какие - либо источники . ( февраль 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Отражатель нейтронов представляет собой любой материал , который отражает нейтроны . Это относится скорее к упругому рассеянию , чем к зеркальному отражению . Материалом может быть графит , бериллий , сталь , карбид вольфрама , золото или другие материалы. Отражатель нейтронов может сделать подкритическую массу делящегося материала критической или увеличить количество ядерного деления, которому подвергнется критическая или сверхкритическая масса . Такой эффект дважды проявлялся в авариях, связанных с Ядром Демона., подкритическая плутониевая яма, которая стала критической в двух отдельных фатальных инцидентах, когда поверхность ямы была на мгновение окружена слишком большим количеством материала, отражающего нейтроны.
Ядерные реакторы [ править ]
В котле с цепной реакцией с уран- графитом критический размер можно значительно уменьшить, окружив котел слоем графита, поскольку такая оболочка отражает множество нейтронов обратно в котел.
Для обеспечения 30-летнего срока службы ядерный реактор SSTAR требует размещения подвижного отражателя нейтронов над столбом с топливом. Медленное движение отражателя вниз по колонне привело бы к сгоранию топлива от верха колонны к низу.
Отражатель, сделанный из легкого материала, такого как графит или бериллий , также будет служить замедлителем нейтронов, уменьшая кинетическую энергию нейтронов, в то время как тяжелый материал, такой как свинец или эвтектика свинец-висмут, будет меньше влиять на скорость нейтронов.
В энергетических реакторах отражатель нейтронов уменьшает неравномерность распределения мощности в периферийных тепловыделяющих сборках, уменьшает утечку нейтронов и уменьшает обход потока теплоносителя через активную зону. За счет уменьшения утечки нейтронов отражатель увеличивает реактивность активной зоны и уменьшает количество топлива, необходимого для поддержания критического состояния реактора в течение длительного периода. В легководных реакторах отражатель нейтронов устанавливается для следующих целей:
- Распределение нейтронного потока «сглаживается», т. Е. Увеличивается отношение среднего потока к максимальному. Следовательно, отражатели уменьшают неравномерность распределения мощности.
- За счет увеличения нейтронного потока на краю активной зоны значительно улучшается использование периферийных тепловыделяющих сборок. Это топливо во внешних областях активной зоны теперь вносит гораздо больший вклад в общую выработку энергии.
- Отражатель нейтронов рассеивает (или отражает) в активную зону множество нейтронов, которые в противном случае могли бы уйти. Нейтроны, отраженные обратно в активную зону, доступны для цепной реакции. Это означает, что минимальный критический размер реактора уменьшается. В качестве альтернативы, если размер активной зоны сохраняется, отражатель обеспечивает дополнительную реактивность для более высокого выгорания топлива. Уменьшение необходимого критического размера сердечника известно как экономия отражателя.
- Отражатели нейтронов уменьшают утечку нейтронов, т.е. уменьшают флюенс нейтронов в корпусе реактора.
- Отражатели нейтронов уменьшают обход потока теплоносителя через активную зону.
- Отражатели нейтронов служат тепловой и радиационной защитой активной зоны реактора.
Ядерное оружие [ править ]
Подобную оболочку можно использовать для уменьшения критического размера ядерного оружия , но здесь оболочка играет дополнительную роль: ее инерция задерживает расширение реагирующего материала. По этой причине такой конверт часто называют тампером . Оружие имеет тенденцию разрушаться по мере прохождения реакции, и это имеет тенденцию останавливать реакцию, поэтому использование тампера делает взрыв более продолжительным, более энергичным и эффективным. Самый эффективный тампер - тот, у которого самая высокая плотность; высокая прочность на разрывне имеет значения, потому что ни один материал не остается неповрежденным под экстремальным давлением ядерного оружия. По совпадению, материалы с высокой плотностью являются отличными отражателями нейтронов. Это делает их вдвойне подходящими для ядерного оружия. Первое ядерное оружие использовало тампер-отражатели из тяжелого урана или карбида вольфрама.
С другой стороны, тяжелый тампер требует более мощной системы фугасного взрыва. Первичная ступень современного термоядерного оружия может использовать легкий бериллиевый отражатель, который также прозрачен для рентгеновских лучей при ионизации, позволяя выходить энергии первичной обмотки быстро и использоваться для сжатия вторичной ступени.
Хотя воздействие тампера должно повысить эффективность, как за счет отражения нейтронов, так и за счет задержки расширения бомбы, влияние на критическую массу не так велико. Причина этого в том, что процесс размышлений требует много времени. К тому времени, как отраженные нейтроны возвращаются в активную зону, цепная реакция проходит несколько поколений, а это означает, что вклад более старшего поколения составляет крошечную часть нейтронной популяции.
См. Также [ править ]
- Дизайн ядерного оружия
- Рассеяние нейтронов
- Нейтронное суперзеркало
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с отражателями нейтронов . |
- Введение в нейтронную отражательную способность (ISIS)
