урок
Процесите на взаимодействие на ядра с частици, в резултат на които възникват нови ядра и частици. a  +  A     b + B Първата ядрена реакция е осъществена през 1919 г. от Ръдърфорд. 2 4 He +  7 14 N     1 1 p +  8 17 O ЯР  днес са основен  метод за изучаване на структурата и свойствата на ядрата.
В зависимост от това каква частица  a  причинява реакцията и каква частица  b  се излъчва след реакцията съществуват следните реакции: Ядрени реакции, предизвикани от заредени частици - протони, алфа- частици и тежки йони (ядра на други атоми). Ядрени реакции, предизвиквани от неутрони. Това са така наречените (n,p), (n,гама), (n,алфа) и т.н. реакции, при които поглъщането на неутрона предизвиква излъчването на протон, гама-квант, алфа-частица и т.н.  Преобразуване на атомните ядра могат да предизвикат и гама- кванти с достатъчно голяма енергия. Това са така наречените фото-ядрени реакции.
През 1938 г. Хан и Щрасман случайно се натъкнали на един странен факт. С химични методи те успели да докажат, че при облъчване на  уран  с  неутрони  се получават малки количества от един елемент от средата на периодичната система -  барий,  с атомен номер  Z =56.  а) Обяснението  на ЯР е , че при поглъщането на неутрона от урановото ядро, то се оказва във възбудено състояние, започва да ''вибрира'' и  ядрото се ''разцепва'' на две приблизително еднакви части.  б)  Важни особености на реакциите на делене (и на урана) са:  отделяне на огромно количество енергия - около 200MeV. при всеки акт на делене се отделят  2 или 3  неутрона.
 
Делене на ядрата на тежки елементи топлинен   неутрон ядро на уран - 235 X Y вторични неутрони X Y Y X  n  + 1 0 U 235 92 X + Y + 2,5  ( n ) 1 0
 
Верижна реакция, чиято скорост може да се контролира се нарича  управляема . .   Постепенното отделяне на енергията води до нагряването на ядреното ''гориво'' до определена температура. Топлинната енергия се отвежда чрез подходящ топлоносител. Tака ядреното ''гориво'' играе ролята на ''въглища'', а топлинната енергия, която се отделя  може да се превърне в електрическа  както при топлоелектрическите  централи. Устройствата, в които се осъществява управляема  верижна   реакция се наричат  ядрени реактори , а централите, в които енергията, получена от ядрените реактори се превръща в електрическа се наричат атомни електроцентрали (АЕЦ). (Правилно би било да се каже  ядрени  електроцентрали .)
а)  ядрено гориво(уран) и забавител(вода или графит);  б)  кадмиеви регулиращи пръти;(или бор) в) топлообоменник(вода, втечнен СО 2 );  г)  към турбината
Активна зона на малък ядрен реактор използван за изследвания.
а)   кадмиеви регулиращи пръти б) екран от стомано-бетон в) двойна стена, която издържа на земетресения и остава здрава и да падне самолет върху нея    г) филтри
 
Използването на уран, обогатен с  235 92 U (или пък на плутоний  239 94 Pu)  позволява по принцип да се осъществи верижна реакция на делене. Но дори и при наличието на чист  235 92 U за реализирането на верижна реакция трябва да бъдат изпълнени и някои други условия. Ако масата на урановия блок е достатъчно малка или, както се казва още е  подкритична , реакцията е невъзможна. Но ако два уранови блока с подкритична маса се съберат изведнъж, блокът може да достигне до  критична  маса   и започва взривна реакция.  Именно това се използва при конструкцията на атомната бомба  .
a - обикновен експлозив   б - източник на неутрони  в - уранови блокове
Руската термоядрена бомба, тествана на 12 Август 1953 в Семипалатинск. Над 400 килотона Най-мощната експериментална бомба в света. Взривена е на 30 ноември 1961 година на остров Нова Земя в Русия. Енергиен еквивалент над 100 мегатона. Тествана е на половината от мощността й.
 
Българско държавно акционерно дружество.  Изградена 1974 с мощност 220 MW; от 1991 общата инсталирана  мощност на 6-те енергоблока е 3760 MW.  През 1999 брутното производство на електроенергия на АЕЦ е 15,8 млрд. kWh  (ок. 46 % от общото електропроизводство на България). Работи с обогатен уранов диоксид. В последните години обновява  технологичния процес и спазва международните изисквания за ядрена безопасност и опазване на околната среда.
Първи контур  служи за отвеждане на топлината, получена в активната зона, и за предаването й на втори контур.  По-важни компоненти на първи контур са: реактор, главни циркулационни кръгове, компенсатор на обема (КО), барботажен бак (ББ) и предпазни клапани на КО.  В активната зона на реактора е разположено ядреното гориво във вид на касети. В пространството между касетите циркулира водата от първи контур, отнемаща получената при ядрената реакция топлинна енергия.
Втори контур  е нерадиоактивен и е предназначен да поеме топлинната енергия от първи контур и да я преобразува в кинетична енергия на въртене на парната турбина. В генератора тази енергия се преобразува в електрическа при осигуряване на висока ефективност на процеса. Посредством открита разпределителна уредба (ОРУ) електрическата енергия се предава в електроенергийната система към консуматорите. Втори контур включва:  парогенератори (паропроизводителната част), главни паропроводи, турбогенератори (два по 220 MW за всеки блок ВВЕР-440 и един за блоковете с реактори ВВЕР-1000), кондензатори и системи за подгряване на кондензата. За охлаждане на кондензаторите се използва вода от р. Дунав, която тече по трети циркулационен контур и няма допир с водата от първи контур. От бреговата помпена станция на АЕЦ, по канали, водата се изпраща до атомната централа, откъдето помпите на циркулационна помпена станция подават водата в кондензаторите на турбините.
 
 

Ядрени реакции

  • 1.
  • 2.
    Процесите на взаимодействиена ядра с частици, в резултат на които възникват нови ядра и частици. a + A  b + B Първата ядрена реакция е осъществена през 1919 г. от Ръдърфорд. 2 4 He + 7 14 N  1 1 p + 8 17 O ЯР днес са основен метод за изучаване на структурата и свойствата на ядрата.
  • 3.
    В зависимост оттова каква частица a причинява реакцията и каква частица b се излъчва след реакцията съществуват следните реакции: Ядрени реакции, предизвикани от заредени частици - протони, алфа- частици и тежки йони (ядра на други атоми). Ядрени реакции, предизвиквани от неутрони. Това са така наречените (n,p), (n,гама), (n,алфа) и т.н. реакции, при които поглъщането на неутрона предизвиква излъчването на протон, гама-квант, алфа-частица и т.н. Преобразуване на атомните ядра могат да предизвикат и гама- кванти с достатъчно голяма енергия. Това са така наречените фото-ядрени реакции.
  • 4.
    През 1938 г.Хан и Щрасман случайно се натъкнали на един странен факт. С химични методи те успели да докажат, че при облъчване на уран с неутрони се получават малки количества от един елемент от средата на периодичната система - барий, с атомен номер Z =56. а) Обяснението на ЯР е , че при поглъщането на неутрона от урановото ядро, то се оказва във възбудено състояние, започва да ''вибрира'' и ядрото се ''разцепва'' на две приблизително еднакви части. б) Важни особености на реакциите на делене (и на урана) са: отделяне на огромно количество енергия - около 200MeV. при всеки акт на делене се отделят 2 или 3 неутрона.
  • 5.
  • 6.
    Делене на ядратана тежки елементи топлинен неутрон ядро на уран - 235 X Y вторични неутрони X Y Y X  n + 1 0 U 235 92 X + Y + 2,5 ( n ) 1 0
  • 7.
  • 8.
    Верижна реакция, чиятоскорост може да се контролира се нарича управляема . . Постепенното отделяне на енергията води до нагряването на ядреното ''гориво'' до определена температура. Топлинната енергия се отвежда чрез подходящ топлоносител. Tака ядреното ''гориво'' играе ролята на ''въглища'', а топлинната енергия, която се отделя може да се превърне в електрическа както при топлоелектрическите централи. Устройствата, в които се осъществява управляема верижна реакция се наричат ядрени реактори , а централите, в които енергията, получена от ядрените реактори се превръща в електрическа се наричат атомни електроцентрали (АЕЦ). (Правилно би било да се каже ядрени електроцентрали .)
  • 9.
    а) ядреногориво(уран) и забавител(вода или графит); б) кадмиеви регулиращи пръти;(или бор) в) топлообоменник(вода, втечнен СО 2 ); г) към турбината
  • 10.
    Активна зона намалък ядрен реактор използван за изследвания.
  • 11.
    а) кадмиеви регулиращи пръти б) екран от стомано-бетон в) двойна стена, която издържа на земетресения и остава здрава и да падне самолет върху нея   г) филтри
  • 12.
  • 13.
    Използването на уран,обогатен с 235 92 U (или пък на плутоний 239 94 Pu) позволява по принцип да се осъществи верижна реакция на делене. Но дори и при наличието на чист 235 92 U за реализирането на верижна реакция трябва да бъдат изпълнени и някои други условия. Ако масата на урановия блок е достатъчно малка или, както се казва още е подкритична , реакцията е невъзможна. Но ако два уранови блока с подкритична маса се съберат изведнъж, блокът може да достигне до критична маса и започва взривна реакция. Именно това се използва при конструкцията на атомната бомба .
  • 14.
    a - обикновенексплозив  б - източник на неутрони  в - уранови блокове
  • 15.
    Руската термоядрена бомба,тествана на 12 Август 1953 в Семипалатинск. Над 400 килотона Най-мощната експериментална бомба в света. Взривена е на 30 ноември 1961 година на остров Нова Земя в Русия. Енергиен еквивалент над 100 мегатона. Тествана е на половината от мощността й.
  • 16.
  • 17.
    Българско държавно акционернодружество. Изградена 1974 с мощност 220 MW; от 1991 общата инсталирана мощност на 6-те енергоблока е 3760 MW. През 1999 брутното производство на електроенергия на АЕЦ е 15,8 млрд. kWh (ок. 46 % от общото електропроизводство на България). Работи с обогатен уранов диоксид. В последните години обновява технологичния процес и спазва международните изисквания за ядрена безопасност и опазване на околната среда.
  • 18.
    Първи контур служи за отвеждане на топлината, получена в активната зона, и за предаването й на втори контур. По-важни компоненти на първи контур са: реактор, главни циркулационни кръгове, компенсатор на обема (КО), барботажен бак (ББ) и предпазни клапани на КО. В активната зона на реактора е разположено ядреното гориво във вид на касети. В пространството между касетите циркулира водата от първи контур, отнемаща получената при ядрената реакция топлинна енергия.
  • 19.
    Втори контур е нерадиоактивен и е предназначен да поеме топлинната енергия от първи контур и да я преобразува в кинетична енергия на въртене на парната турбина. В генератора тази енергия се преобразува в електрическа при осигуряване на висока ефективност на процеса. Посредством открита разпределителна уредба (ОРУ) електрическата енергия се предава в електроенергийната система към консуматорите. Втори контур включва: парогенератори (паропроизводителната част), главни паропроводи, турбогенератори (два по 220 MW за всеки блок ВВЕР-440 и един за блоковете с реактори ВВЕР-1000), кондензатори и системи за подгряване на кондензата. За охлаждане на кондензаторите се използва вода от р. Дунав, която тече по трети циркулационен контур и няма допир с водата от първи контур. От бреговата помпена станция на АЕЦ, по канали, водата се изпраща до атомната централа, откъдето помпите на циркулационна помпена станция подават водата в кондензаторите на турбините.
  • 20.
  • 21.