"Энергия будущего" - читать интересную книгу автора (Проценко А.Н.)

Пока задачу приходится сводить к предыдущей

До сих пор мы еще не говорили, в каком виде выделяется энергия при
делении атомного ядра. Очевидно, что часть ее связана с нейтронами,
вылетающими при делении. Обладая огромной скоростью в 20 тысяч километров
в секунду, они несут энергию в 5 Мэв на деление, что составляет 2,5
процента всей энергии разделившегося ядра. На гамма-излучение и на
электроды приходится 10 процентов. Около 6 процентов уносит с собой
нейтрино, причем уносит безвозвратно. И, наконец, 81,5 процента (или 88,
если не учитывать всепроникающее нейтрино) приходится на осколки, те новые
ядра, которые образуются при делении урана-235. Если ядро разделится точно
пополам, отдав одинаковое количество энергии каждой половинке, то новое
ядро-осколок будет лететь со скоростью двух тысяч метров в секунду.
Обладая такой скоростью и массой, более чем в сто раз превышающей массу
нейтрона, летящие осколки и уносят основную долю энергии, выделяющейся при
делении.
Сталкиваясь с окружающими молекулами, они передают им свою энергию, и
те начинают двигаться быстрее, интенсивнее. А увеличение скорости движения
молекул вещества есть не что иное, как повышение его температуры. Так
энергия деления ядра переходит в тепловую энергию движения молекул урана.
В реакторах уран находится в виде стерженьков или таблеток, выполненных
из двуокиси урана и заключенных в металлическую оболочку. Из какого
металла надо делать оболочки? Конечно, прочнее они были бы из нержавеющей
стали. Но она очень сильно поглощает нейтроны и замедляет процесс деления.
Поэтому идут: на компромисс, используя материал менее прочный и
температуростойкий, но зато слабо поглощающий нейтроны. Обычно берут
цирконий или сплавы этого металла.
Стержень из двуокиси урана, помещенный в герметичную циркониевую
трубку, называют тепловыделяющим элементом - сокращенно "твэл". Если тепло
от твэла не отводить, то температура его будет непрерывно повышаться, в
конце концов он раскалится, затем размягчится - реактор "сгорит".
Каждый тепловыделяющий элемент реактора можно было бы сравнить с
вытянутой в линию спиралью электрической плитки. Из нескольких тысяч таких
"спиралек" составлена центральная часть реактора. Эту его часть называют
активной зоной. Каждая "твэл-спиралька" отдает энергию куда большую, чем
спираль электроплитки.
Напряженность работы поверхности тепловыделяющего тела, через которую
передается тепло, теплотехники определяют по количеству тепла, отдаваемого
единицей поверхности в единицу времени. Так, спираль электроплитки
работает в довольно напряженных условиях - через каждый квадратный
сантиметр ее поверхности в час проходит 4 килокалории тепла. Уже при такой
тепловой нагрузке спираль накаляется докрасна.
В 25 раз больший тепловой поток идет через поверхность твэла активной
зоны энергетического реактора.
Он составляет в час 100 килокалорий на один квадратный сантиметр, и тем
не менее оболочка твэла докрасна не раскаляется, да до этого цирконий и
нельзя допустить - он расплавится.
Как же удается снижать температуру оболочки? Конечно, хорошим отводом