Виды реакторов
Реакторы разнообразны. Их различают по методу применения, по виду ядерного «горючего» и по принципу его размещения. Помимо этого, время от времени реакторы определяют по применяемым нейтронам — замедляются они в том месте либо нет. Имеется, к примеру, реактор на стремительных нейтронах, без замедлителя. Лишь для него нужно ядерное горючее, склонное к захвату нейтронов любых энергий.
Реакторы, в которых делящийся элемент (значительно чаще уран) находится в замедлителе через определенные промежутки, именуют неоднородными. Так как тут идет замедлитель, позже урановый блок, опять замедлитель и опять ядерное горючее. Мы уже говорили о таком котле.
Существуют и однородные реакторы. В том месте не отличишь ядерного горючего от замедлителя, поскольку соли урана в них растворяются обычной либо тяжелой водой. Действительно, для реакторов с простой водой приходится прибегать к процессу — обогащать природный уран, т. е. повышать в нем содержание отлично делящегося изотопа — урана-235. Без этого цепная реакция неосуществима: она сразу же затухает.
Весьма интересно свойство однородного котла саморегулироваться. В случае, если число делений урана в нем начинает возрастать, то сразу же возрастает выход энергии. Температура жидкости возрастает. И, когда возрастет температура, жидкость начнет расширяться, расстояние между соседними ядрами урана увеличится, число их делений упадет, мощность опять возвратится к собственному начальному значению. Совершенно верно так же регулируется и резкое уменьшение числа делений.
Схема работы воспроизводящего реактора.
Пожалуй, самые превосходные ядерные реакторы — воспроизводящие.
Мы уже говорили, что замедлившиеся нейтроны могли быть захвачены ядром урана-238. Но наряду с этим захвате нейтронов образуется новый элемент периодической совокупности — нептуний. Распадаясь, он со своей стороны дает еще один элемент — плутоний, красивое ядерное горючее. Ядра его делятся всеми нейтронами и с успехом смогут заменить уран-235. Не считая урана, делится и второй тяжелый элемент — торий. Но он не дает цепной реакции. Количество рождающихся в нем нейтронов мало: их не достаточно для компенсации потерянных при делении. Но он, как и уран-238, может стать источником нового ядерного сырья. Захватывая нейтрон, ядро тория преобразовывается в ядро еще одного изотопа — урана с ядерным весом 233. Он подобен урану-235, т. е. замечательно делится всякими нейтронами.
Значит, на смену ядрам тория-238 и урана смогут показаться другие отлично делящиеся ядра.
Схема воспроизводящего реактора несложна. Простой ядерный котел окружают толстой «подушкой» из урана-238 либо тория. Отражателя у котла нет, и нейтроны вольно попадают в ядра «подушки». Здесь-то они и воспроизводят новое горючее. В зависимости от величины слоя урана-238 либо мощности и тория реактора может появиться топлива кроме того больше, чем тратится в ядерном котле.