Ядерные реакторы

Ядерные реакторы - сложные технические устройства, в которых происходят управляемые цепные ядерные реакции деления.

По конструкции реакторы подразделяют на гомогенные и гетерогенные (см. Гомогенные и гетерогенные системы). В первых ядерное горючее и вещество - замедлитель нейтронов представляют собой гомогенный (однородный) раствор или суспензию. В гетерогенных реакторах топливо распределено в массе твердого земедлителя, например графита. Блоки с ядерным топливом - тепловыделяющие элементы, или ТВЭЛы, обычно образуют в графитовой кладке геометрически правильный пространственный узор.

Ядерные реакторы различают также по энергии нейтронов, вызывающих основную часть делений (реакторы на тепловых или на быстрых нейтронах) и по назначению - энергетические реакторы, исследовательские реакторы, реакторы-размножители, предназначаемые для получения вторичного ядерного горючего (плутония-239).

Принципиальная схема устройства гомогенного реактора

Еще в 1939 г. французский ученый Ф. Жолио-Кюри и его помощники начали строить установку, которая предшествовала нынешним реакторам гомогенного типа. Это была алюминиевая сфера, заполненная суспензией в тяжелой воде одного из соединений урана. Тяжелая вода "работала" в качестве замедлителя. Замедлять же быстрые нейтроны, испускаемые ядрами, нужно для того, чтобы их не захватывали неделящиеся ядра урана-238, чтобы большая часть нейтронов расходовалась на процесс деления. Самоподдерживающуюся цепную ядерную реакцию Ф. Жолио-Кюри тогда провести не удалось: не хватило урана и особенно тяжелой воды. И война помешала ему довести до конца этот опыт.

Принципиальная схема устройства гетерогенного реактора. Блоки с ядерным топливом - тепловыделяющие элементы, или ТВЭЛы , образуют в графитовой кладке геометрически правильный узор

В 1942 г. в США в Чикаго была впервые осуществлена цепная ядерная реакция в гетерогенном реакторе, построенном под руководством итальянского физика Э. Ферми.

Первый в Европе и в СССР ядерный реактор - тоже уранграфитовый - был сооружен в Москве в 1946 г. под руководством советского ученого И. В. Курчатова.