§ 64. Ядерный реактор. Преобразование внутренней энергии атомных ядер в электрическую

Специальное сооружение, предназначенное для поддержания управляемой цепной реакции, носит название ядерного реактора. Задача оператора заключается в точном контроле скорости размножения свободных нейтронов внутри урановой массы. Поддержание постоянного числа частиц обеспечивает стабильное протекание процесса без риска внезапного взрыва. В качестве основного делящегося материала выступает изотоп уран-235. В естественной руде его доля крайне мала и составляет лишь около нуля целых семи десятых процента. Поэтому перед загрузкой природный материал проходит процедуру обогащения, где концентрация нужного изотопа доводится до пяти процентов.

Подобная установка классифицируется как реактор на медленных нейтронах, поскольку ядра урана-235 наиболее охотно расщепляются именно при столкновении с медленно движущимися частицами. Однако в момент деления рождаются преимущественно быстрые нейтроны, поэтому внутри конструкции предусмотрен специальный замедлитель. Роль замедлителя выполняет обычная вода. В центральной активной зоне размещаются стержни с ядерным топливом и указанный замедлитель. Каждый отдельный стержн содержит массу урана, которая намеренно сделана меньше критической величины. Это строгое инженерное решение исключает возможность самопроизвольного запуска реакции внутри одного элемента конструкции. Общее устройство показано на рис.