链式反应
- 只需要一个额外的中子就能诱导铀-235的原子核裂变
- 在裂变过程中,它产生两个或三个高速移动的中子
- 每一个新的中子都可以启动另一个裂变反应,又会产生更多的裂变反应多余的中子
- 这个过程叫做a连锁反应
每次裂变反应释放的中子可以继续产生进一步的裂变,就像一条链被连接了几次一样——每条链上又有两条链
工作的例子
该图显示了铀-235原子的核裂变过程。完成图表,说明裂变过程如何开始链式反应。
第一步:画出中子,表明它们击中了其他U-235原子核
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- 正是中子撞击铀-235原子核引起了裂变反应
- 子核不需要显示,只需要显示中子和铀-235核
第二步:画出U-235原子核的分裂,以显示它们产生两个或更多的中子
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- 中子数随着每次裂变反应而增加
- 每次反应需要一个中子,但释放两个
- 随着中子数的增加,会发生更多的反应
考试技巧
你需要能够画出和解释核裂变和链式反应的不同图表。一般来说,在这些图表中,随着时间的推移,事情会向右移动,但对于这样的问题,仔细阅读所有信息是很重要的。如果你要在考试中画一个图,记住清晰重要的是信息的多少,而不是它看起来有多漂亮!
核反应堆
- 在核反应堆中,需要链式反应来保持反应堆的运行
- 当反应堆以正确的速率产生能量时,必须控制两个因素:
- 反应堆中自由中子的数量
- 自由中子的能量
- 要做到这一点,核反应堆包含控制棒而且版主
核反应堆示意图。反应堆的总体目的是收集核反应产生的热能
控制棒
控制棒的用途:吸收中子
- 控制棒是由一种材料制成的,这种材料可以吸收中子,而且本身不会变得危险而不稳定
- 吸收的中子数是通过改变燃料棒中控制棒的深度来控制的
- 进一步降低杆减少裂变的速率,随着更多的中子被吸收
- 举起木棒增加裂变速率,即吸收的中子减少
- 这是自动调整的,以便每个裂变事件产生的一个裂变中子继续引起另一个裂变
- 在核反应堆需要关闭的情况下,控制棒可以一直降低,这样就不会发生任何反应
主持人
主持人的作用:为了使中子减速
- 慢化剂是反应堆堆芯中围绕燃料棒和控制棒的一种材料
- 裂变反应产生的快速移动的中子通过与慢化剂的分子碰撞而减速,使它们失去一些动量
- 中子被减速了,所以它们在里面热平衡慢化剂,因此术语"热中子"
- 这确保了中子能有效地与铀燃料发生反应