АЕЦ

Така....
Ще отпочна с това, че написаното по-долу всъщност не е физически вярно.
Залагам на неточни, механистични обяснения, защото са лесни за разбиране, макар и некоректни. Моля, тия от клубарите, които разбират нещата в дълбочина да не казват - аааа, нищо подобно! Знам, обаче за сметка на това е ясно за разбиране от хора, които нямат докторска степен по ядрена физика.

И тъй, механистично.... моделът (некоректен от чиста физическа гледна точка) на атома на Ръдърфорд. Всички сме го учили в училище, само ще го припомня.
Атомът е изграден от минимум два, максимум три вида частици.
В ядрото на атома се намират тъй наречените нуклеиди - протони и неутрони. Съвременната физика твърди, че това всъщност е кажи-речи една и съща частица, но нейсе - няма да се занимаваме с това.
Неутроните са електрически неутрални - нямат заряд.
Протоните са положително заредени и броят им отговаря на този на електроните, които обикалят около ядрото. Този брой определя какъв всъщност е атома - водород, въглерод, уран и прочия, цялата менделеева таблица.
С електроните няма да се занимаваме (почти) - те определят химичните, а не физичните свойства що се касае до ядрените реакции.

Пак механистично и невярно - представете си протоните като червени (щото са положително заредени) топчета, неутроните - като черни, а електроните - като много по-малки (защото масата им е много по-малка) сини.

И стигаме до ядрените реакции и до урана.

Всъщност - ще стигнем след малко.

Броят протони както казах, определят вида на атома, демек - на веществото. В стандартното означение, този брой се записва с малка цифра преди означението на дадения химически елемент, ниско долу. За урана, това число е 92. Няма друг елемент, който да има 92 протона. Общия брой частици в ядрото (протони + неутрони) се записват като малка цифра , горе, над броя протони и отново преди символа (символите) за определяне вида на елемента. Това число - по-точно разликата в това число, при едно и също число долу, определя тъй наречените изотопи - атоми с еднакъв брой протони, но различен брой неутрони. Химически елементът е същия, но физически - не.

Понеже дирът не позволява такова изписване, ще използвам наклонена черта. Така уран 235-ще бъде 235/92U, а уран-238 съответно - 238/92U.

И така - ядрените реакции.

Всички вещества след определен номер в менделеевата таблица имат навик да да се разпадат спонтанно. В това число "природния" уран - 238, който е 99% от общия уран с който разполага Земята. Има обаче разлика в това как се разпадат.

Горивото за атомните реактори - У235 - се разпада, когато е подложен на облъчване с бавни, топлинни неутрони. И не просто се разпада, ами направо се цепи. Представете си стъклено къбо, което удряте "в цокъла", както се изразяваше бащата на Фотьо Тъпанчев.
То буквално се пръска.
В нашия случай с урана - на 2 или 3 парчета с различна или еднаква маса. Случайно и стохастично. С каква маса ще са парчетата, тоест какви нови елементи ще се получат, науката не може да предскаже. Може да се води само статистика за получените продукти. Да кажем, това са половината елементи в менделеевата таблица.
За да се случи този разпад е необходимо както казах, ядрото на урана да погълне бавен неутрон. Ако си представите ядрото като стъклена сфера, пълна с топчета протони и неутрони, които са твърди и несвиваеми, опитът да вкарате още едно топче би довел до разбиване на сферата.
Бързите неутрони не му влияят, те някак си прелитат през ядрото без да го счупят.

Имаме и друг вид ядрени реакции, когато ядрото не се чупи, тъй да се каже, а се трансформира - променя се броя протони в него.
Тези реакции на разпад са три вида (не са три, повече са, но 3-те са най-често срещани).

Първо - имаме алфа разпад. Това се случва, когато от ядрото "изхвърчат" два протона и два неутрона, демек - хелиево ядро. Хелият има два протона и два неутрона в ядрото си. Тогава, масовото число на атома намалява с две единици, тоест, се получава елемент, който е с номер, с две единици по-малък от текущия. Пример за такава реакция е преобразуването на плутоний в уран.
Точната формула е 239/94Pu -> 235/92U + 4/2He.
Плутониевият атом е отделил два протона и се е получил уран (94-2=92), общият брой на частиците в ядрото е намалял с 4 (239-4=235) - два протона и два неутрона. Плюс хелиевото ядро - 4/2He.

Второ - имаме бета разпад. Бета разпадът може да бъде положителен или отрицателен.
Отрицателен е, когато един неутрон "изпусне" отрицателната си съставка във вид на изфърчащ от ядрото елктрон и стане положителен, демек - стане протон. При това положение броят частици в ядрото не се променя, но въпреки всичко се променя вида елемент, защото се променя броя протони. При това - шантаво - ама се получава по-тежък елемент. Да кажем от уран се получава нептуний - следващия в таблицата. Това имаше предвид Реконструктора, когато говореше за чудния свят на ядрената физика. Уж разпад, а пък получаваме по-тежко един вид. Ако нептуният претърпи още един бета минус разпад, ще получим оня същия плутоний 239. Шантаво на квадрат, щото преди малко показвахме как от плутоний се получава уран. Вечен двигател направо. Да, ама не баш - за да стане номера трябва един бърз неутрон, който да се набия в ядрото на У-238. Същият този природен уран. А от разпада на плутония се получава "неприродния" уран-235.
При бета плюс разпада един протон си губи "положителния заряд и се превръща в неутрон, като излъчва положително зареден електрон, наречен още позитрон. Елементът слиза едно стъпало надолу в таблицата. Има и друг вариант - протонът да захване електрон и пак да се превърне в неутрон, но и двата случая не са ни толкова важни за целта на обяснението.

И съвсем набързо, за да не избяга фокуса на темата, имаме и гама разпад - това е когато от ядрото изхвърча фотон гама радиация, демек - вълна, а не баш частица. В момента това не ни интересува, така че ще го заебем настрани.

И тъй, стандартните реактори които ползваме, горят У-235. Неговото количество в природата е малко - под 1% от общото количество уран. За да се разпада той са необходими бавни неутрони. Същите се получават от изхвърчалите при разпада на ядрото му, след като ги забавим, примерно с графит или вода. Възможно е създаване на самоподдържаща се ядрена реакция, защото от ядрото излитат повече от един неутрона, които могат да разцепят повече от един атома. И така - имаме това, на което му се вика верижна реакция.

С природния уран нещата седят кофти - той се дели от бързи неутрони. Кофтито е, че когато се разпадне, той генерира неутрони, които не са достатъчно "бързи", за да разцепят следващите ядра. Не можем да получим самоподдържаща се реакция. А от този уран имаме в изобилие - евтин и достъпен. Обаче реактор само с уран на бързи неутрони не би могъл да съществува. Освен това подобна реакция - дори да имаме източник на бързи неутрони - се поддържа в нормални граници много трудно. В другата, можем по различни начини да варираме броя на забавените неутрони и по този начин да не направим "бум". Тук не можем толкова лесно да варираме броя на бързите неутрони. Те просто си се получават и няма как лесно да ги манипулираме.
Такива, достатъчно бързи неутрони генерира обаче при разпада си плутония.
Ако направим в реактора масивно плутониево ядро и около него разположим природен уран - реакцията ще върви.

Реакторите на бързи неутрони се наричат размножители (бридери на английски), защото "размножават" изначалното гориво. Тази част е плутоний 239. Разпадайки се, той генерира повече от един бърз неутрон, който е достатъчно бърз, да разцепи повече от едно ядро от природния уран. Цепим един атом, получваме (примерно) два. Размножаване.
При това разцепване се получава енергия и - както казах - ново, по-голямо количество плутоний. Защото се минава по веригата на двоен бета разпад: уран-нептуний-плутоний. Същевременно, разпадащия се плутоний, по линията на алфа-разпада дава уран-235, който пък е горивото за "стария" тип реактори, които ползваме в момента. Дето се вика - две в едно. Хем правим енергия, хем получаваме ново гориво. От нещо, което принципно не става за гориво в нашите реактори, а именно - природния уран.

Айде стига, че ми капнаха пръстите, па и има вероятност да замазя писаното на "съботно-неделно училище"

И по-младите, и по-младите....

Благодаря :-) Почини си и още, моля

[линк]

Ами няма какво повече.

Синтезирано накратко:

1. По отношение на реакциите:

а) Имаме реакция "цепене на атом", когато "праскаме" стъкленото ядро в стената. Получават се всякакви елементи, не може да се предскаже от един атом какви точно ще се получат. Всички тия елементи са радиоактивни и трябва време - от минути, до десетки хиляди години да се разпаднат до нещо стабилно. Това се случва в сегашните ректори. Имаме един кош радиоактивни отпадъци, които се чудим кво да правим в общия смисъл.

б) Във втория случай имаме ясно предвидим резултат, в зависимост от типа на реакцията. В този случай можем да оприличим ядрото на гумен балон (или презерватив ) в който са натъпкани определен брой "твърди" протони, които определят диаметъра му, който представлява вида на елемента и - различен брой "дунапренени" неутрони, които може да са повече или по-малко, но не променят диаметъра - типа на веществото - защото са "свиваеми". Ако "дунапренен" неутрон стане "твърд протон", презервативът се издува, получаваме по-тежък елемент. Ако "твърд" протон стане дунапренен неутрон - балонът се свива, получаваме "по-лек" елемент. Това се случва в реакторите на бързи неутрони, които могат да генерират ново гориво.

2. По отношение на реакторите:

Реакторите на бързи неутрони си самопроизвеждат гориво (плутоний) от природен уран (от който имаме за барем 1000 години напред) и същевременно - произвеждат гориво за "стария" тип реактори, които ползваме в момента, и които ще могат също да работят още 1000 години. Далавера яко.

Тва па от къв зор, я обясни?

Утре, вече късно.

От кво ги е страх, от българската атомна бомба?

Защо не - да не сме по-тъпи от севернокорейците?
Защо ни накараха да си нарежем ракетите със среден обсег?
Сложи вечния страх на запада от изтока и добави щипка предразсъдък " балканите - барутното буре на Европа".... воала!

Блг
не знам на теб колко време ти отне да го напишеш
но на мене поне 10 пъти повече време за да го прочета
и за разбирането - ще отиде месец

Консултации даваш ли

Хубаво, но има безкрайно много забележки, а ме мързи да пиша. Пропуснал си основни неща, без които няма как да се получи разбиране.

И не правильно думать, что есть чьим-то богом обещанный рай...

Аз директно написах че - може да не знаем как - в смисъл да извлечем остатъчната енергия, но има остатъчна енергия, която може да бъде извлечена - сам пишеш че си се самозагряват...

Bеer? Mоre?
Плацебото

Ми аз съм много мързелив. И обожавам когато опонента сам ми дава аргументи - нещо като с твоите камъни по твоята глава.
Начи - да речем имаме чист обеднен уран. Който е слабо радиоактиве, и при това - алфа излъчване дето е опасно само вътрешно (за по лесно).
Имаме снаряд - тресва танка, самия снаряд се разпарчетосва, а до колкото знам една част от него може да се разпраши - и да опраши каквото може.
Да, тежки ядра - падат на земята, не са особено склонни да отлитат на далеч, но - статистиката е гадно нещо.
След което - тези прашинки могат да попаднат вътрешно - кеф ти с храна, кеф ти с въздух....
Какви са вероятностите е отделен въпрос.
Основния е в това че обеднения уран може да бъде "оправдан" във война на изтребление но не и в други случаи.
Та - бих предпочел да нямам никакъв контакт с уран...

Bеer? Mоre?
Плацебото

Та, какво ставало в словашката АЕЦ?

[линк]

Гледай тая мацка как се забавлява и умирай от ужас.

И не правильно думать, что есть чьим-то богом обещанный рай...

Няма какво да си умирам от ужас.
Има по приятни неща от които да се мре.
Мисълта ми е много проста - с радиация бих предпочел да не се срещам.
Като се срещна ще се срещна, ама ако имам избор - ще избегна.
В края на краищата - шефа на чернобилската АЕЦ - беше хапнал много сериозна доза, па живя сума години. Ама а нема нужда.

Bеer? Mоre?
Плацебото

Е, няма как да напиша цял учебник тук.

Ако вкараш в реактора една тръба от неръждавейка, която съдържа хром, кобалт и никелслед като я извадиш ще имаш топлинен източник с топлоотделяне примерно един киловат на килограм.
Което не значи, че ще можеш да го ползваш вкъщи - изключително гама радиоактивен е.

Да, както казах подобни снаряди замърсяват околностите, когато се изпляскат в танковата броня.
Но твърдият уран, ако е чист, не е толкова опасен.

Е, живееш в "софийско равно пОле", така че забрави да нямаш контакт с трансуранови елементи. Наоколо е уран та дрънка. Почва да излиза на втората копка с лизгаря.
Затова средния фон в София е около 80 наногрея, а в Козлодуй - само 40.

И тъй, механистично.... моделът (некоректен от чиста физическа гледна точка) на атома на Ръдърфорд. Всички сме го учили в училище, само ще го припомня.
- би било чудесно да напишеш повече за некоректността на модела, естествено на разбираем от не-доктори по физика
- интересно ми е и още:
1. разлика между различните реактори:руски, американски, френски, канадски
2. причината за Чернобил била, че тествали реактора, ако остане без охлаждане, какво става. Подобен реактор имало на подводниците и тествали какво ще стане, ако има повреда на охлаждането. Вярно ли е това?
3. как технически е решено да не се изпусне реакцията от контрол и да стане ядрен взрив? С поглъщането на неутротите?
4.Защо толкова искаха да режат мостри от реакторите 1 и 2 и рязаха през 90-те години? Търсят вида на сплавите или дали наистина радиацията променя механичните свойства на метала?
5.Тялото на реактора е метално, стоманобетонна конструкция?
6.Нивото на различните реактори е приблизително еднакво, политически е въпросът от кого ще се купи/ от кого ще те принудят да купиш/, защото е бизнес за 50-100 години/проектиране, производство, експлоатация, гориво, ремонти, извеждане, консервиране на площадка/. Това са си добри пари за продавача.

Моделът на Ръдърфорд представя атома като положително заредено ядро, около което обикалят отрицателно заредени електрони, тоест - механистично. И като цяло невярно по много параметри, обаче ще навлезем прекалено надълбоко в обясненията. Материалите по темата всеки може да ги намери в гугъл, да ги пиша и аз е безсмислено.

1. Реакторите нямат националност, а само принцип на работа. Всяка една държава / фирма произвеждаща такива може да изработи и продаде реактор според заявката и възможността на клиента да плати. Естествено, възможно е на добра цена да се купи върха на технологиите в момента както и обратното - за повече пари да се купи нещо, което не е толкова добро. Все едно да си купиш перфектен Хюндай за нормални пари, който ще бачка един милион километра без проблеми и ролсройс за много пари, за който казват, че ако сутрин под предницата няма локва масло, значи в двигателя тряа се долее масло.

2. По-скоро са тествали реактора за това, какво ще се случи ако той е в процес на гасене (не може да произвежда много енергия) и същевременно отпадне външното захранване. Ще успее ли реактора с остатъчната си топлина да произведе достатъчно енергия за да задвижи помпите на охладителя в първи контур. Е - не успял. Ама дори и това не е било баш проблема. Проблема е дошъл от опита за бързо рестартиране на реактора, когато е в процес на отравяне, последвала нестабилност и опит за аварийно гасене. Направена е поредица от грешки, която в крайна сметка води до.... това до което се е стигнало. Ако там е имало барем един физик - аварията нямаше да се случи. Получило се е нещо идиотско, което примерно прави моят малък племенник - ако има избор между 5 бели, той ще направи най-голямата. В чернобил, при избор на няколко решения в последователността от ситуации, са взимани най-лошите. Интуитивно, което в такива случаи е грешно.

3. Зависи за кой тип реактори става въпрос. Ако е за нашите ввер-и - там едно, че има всякакви защити, в това число с пръти поглътители на неутроните, но - тръгне ли да се изпарява водата в първи контур, примерно при разхерметизация на реактора, реакцията спира от само себе си. Просто тая вода се използва за забавител на неутрони, а без бавни неутрони няма реакция. Реактора се самогаси ако се скоофти.

4. Тая техника е сравнително отскоро и няма натрупани емпирични данни за здравина на конструкцията. По времето, когато тия реактори са проектирани, се е знаело, че радиацията отслабва кристалната решетка на металите и ги прави крехки. Не се е знаело до колко отслабва конструкцията. Самите реактори са затворен тип и работят под налягане - 200-300 атмосфери. Затова е важно да се знае здравината на корпуса. При проектирането им, не е имало достатъчно точни данни за издръжливостта на метала на корпусите и те са проектирани с повишен запас якост. Ама повишен по руски тертип. Не 30 процента примерно, а 10 пъти. Взетите проби доказаха точно това. Реакторите можеха да работят още 50 години без проблем. И въпреки тия проби не можахме да спасим реакторите - решението беше изцяло политическо.

5. Зависи от реактора. ВВЕР са изцяло затворен тип реактори. Все едно тенджера под налягане. Метален казан,затворен херметично. От там-ограничение по мощност. Казана е проектиран за един гигават и това е. РБМК - чернобилския тип - могат да се строят като конструктор лего - колкото си искаш големи. Трупаш тухлички в една зала - колкото ти душа сака. Страшно е готино, щото първо са по-евтини и второ - ако искаш и 10 гигавата можеш да направиш. И ако се държиш добре с тях - няма проблеми.

6 Не е еднакво. Както не еднакво дали ще вземеш трабант или мерцедес. Иначе и двете са коли. И разбира се - има политически елемент в цялата работа.

Благодаря

П. С. Забравих да спомена по т. 2:

Чернобилския реактор няма нищо общо като конструкция с реакторите на подводниците. Тествано е какво ще стане в случай на форсмажорно обстоятелство (война, голямо земетресение, етц.) и отпадне външното захранване на централата, тоест рухне енергосистемата, какво ще се случи с реактора ако той в този момент има нещастието да бъде в процес на гасене.

Благодаря!

[линк]