YADRO TEXNOLOGIYALARI VA YADRO ENERGETIKASI HAQIDA. YADRO REAKTORLARI VA ULARNING VAZIFALARI. REAKTORLARNING YARATILISH TARIXI. Reja : 1. Yadro texnologiyalari va yadro energetikasi. 2. Dastlabki yadro reaktorlarining yaratilishi . 3. Atom energetikasin 4. ing rivojlanish tarixi . 5. Yadro reaktorlari qaysi prinsip asosida ishlaydi.

Yadro texnologiyalari va yadro energetikasi fanining predmeti. Yadro energetikasi (Yadro energetikasi) - bu energetikaning yadro energiyasini konvertatsiya qilish yo'li bilan elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish bilan shug'ullanadigan tarmog’i. Odatda, yadro energiyasini olish uchun plutonyum-239 yoki uran-235 yadrolarining bo'linishining yadro zanjiri reaksiyasi qo'llaniladi. Neytron ularga urilganda yadrolarning bo'linishi va yangi neytronlar paydo bo'ladi. Bo'linish neytronlari va bo'linish qismlari yuqori kinetik energiyaga ega. Parchalarning boshqa atomlar bilan to'qnashishi natijasida bu kinetik energiya tezda issiqlikka aylanadi. Yadro energiyasi har qanday energetikaning asosiy manbai bo'lsa-da (masalan, gidroelektr stantsiyalaridagi quyosh yadro reaksiyalari, quyosh elektrostansiyalari va qazilma yoqilg'ida ishlaydigan elektr stantsiyalari, geotermik elektr stantsiyalaridagi radioaktiv yemirilish energiyasi). faqat yadro reaktorlarida boshqariladigan reaksiyalardan foydalaniladi. Dastlabki yadro reaktorlarining yaratilishi. Yadro reaktorlarini yaratish tarixida uch bosqichni kuzatish mumkin. Birinchi bosqichda o'z-o'zini ta'minlaydigan zanjirli yadroviy bo'linish reaksiyasi paydo bo'lishi uchun zarur va yetarli shartlar aniqlanadi. Ikkinchi bosqichda, o'z-o'zini ta'minlaydigan zanjirli yadroviy bo'linish reaksiyasini targ'ib qiluvchi va oldini oladigan barcha fizik ta'sirlar o'rnatiladi (ya'ni, bu yardoviy jarayonni tezlashtirish va sekinlashtirishni nazorat qiluvchi qurilmalar). Va nihoyat, reaktor dizayni va unda sodir bo'layotgan jarayonlar bo'yicha miqdoriy hisob-kitoblar o'tkaziladi. Yadro reaktorlarini yaratish umumiy atom muammosining ajralmas vazifalaridan birini hal qilishdan iborat. Dunyodagi birinchi CP-1 reaktori (Chikago fizikasi) E. Fermi tomonidan Anderson, Zinn, L. Vuds va J. Vayl bilan hamkorlikda loyihalashtirilgan va qurilgan va Chikago universiteti stadioni ostidagi tennis zalida joylashgan. Reaktor 1942 yil 2-dekabrda ishlay boshladi, taxminiy dastlabki quvvati 0,5 Wt. Birinchi

uran reaktori SR-1 toza uran yetishmasligi sababli 6 tonna uran metali va ma'lum miqdordagi (to'liq ma'lum bo'lmagan) uran oksidi bilan to'ldirilgan. Reaktor sharsimon bo'lishi kerak va havo bilan sovutilgan grafit va uranning o'zgaruvchan bloklari o'xshash qatlamlari orasiga qo'yilgan blok grafitning gorizontal qatlamlaridan iborat edi. Neytronlarning yo'qolishi ularning ishlab chiqarilishi (yaratilishi) bilan qoplanadigan reaktorning kritik holatiga sfera to'rtdan uch qismida qurilganda erishildi. 12 kundan so'ng, quvvat 200 vattgacha ko'tarildi va o'rnatish natijasida hosil bo'lgan xavfli radiatsiya tufayli kuchning yanada ko'payishi xavfli hisoblanadi. Reaktor shahar tashqarisida Argonne laboratoriyasiga ko'chirildi, u yerda u qayta o'rnatildi va himoya qalqoni bilan jihozlandi. Reaktor ortiqcha neytronlarni yutadigan va maxsus kanallarda joylashgan kadmiy tayoqchalari yordamida qo'lda boshqarilardi. Bundan tashqari, ikkita tezkor sterjin va aWtomatik boshqaruv tayoqchasi berildi. Birinchi tajriba zavodda plutony olish jarayonini eksperimental o'rganishga imkon berdi, natijada ushbu usul uni atom bombasini yaratish uchun yetarli miqdorda ishlab chiqarishning haqiqiy imkoniyatini beradi degan xulosaga keldi. 1943 yilda aynan o'sha SR-2 reaktori Argonne milliy laboratoriyasida eksperimental tadqiqotlar uchun qurilgan (1-rasm), ammo kub shaklida kriti k kattalikka ega bo'lgan va 1944 yilda yana bir SR-3 reaktori qurilgan, unda og'ir suv moderator bo'lib xizmat qildi va bu reaktor hajmini oldingilariga nisbatan sezilarli darajada kamaytirishga imkon berdi.

1-rasm. Argonne reaktori SR-2 SR-2 reaktorining grafit kubikida uran yoki uning oksidi bloklari panjara shaklida joylashtirilgan. Grafit bloklari bir vaqtning o'zida moderator va reaktor uchun qurilish materiali sifatida xizmat qilgan, yon tomoni 10,5 sm bo'lgan kvadrat kesimga ega, uzunligi esa o’rtacha 39,9 sm bo'lgan. Ba'zi bloklarda nosimmetrik joylashgan ikkita teshik markazlar orasidagi masofa 21 sm bo'lgan. Teshiklar diametri 5,7 sm. Og'irligi taxminan 2,7 kg bo'lgan shiling shaklidagi uran bloklari ushbu teshiklarga kiritilgan. Grafit bloklarining gorizontal qatlamlaridan tashkil topgan reaktor 50-qatlamni yotqizish paytida kritik holatga yetdi. Keyin neytronli reflektor vazifasini bajaradigan to'rtta qo'shimcha toza grafit bloklari qatlami qo'yildi, so'ngra qalinligi 15,2 sm bo'lgan qo'rg'oshin qatlami va qalinligi 3,3 m bo'lgan yog'och qatlami bilan qoplandi. Reaktorning yon yuzasi xuddi shunday himoya bilan o'ralgan edi. Reaktorning tashqi o'lchamlari quyidagicha edi: kengligi - 10 m, balandligi - 7 m va umumiy og'irligi 1400 tonnadan oshdi. Reaktor tarkibida 3200 blok metall uran va 14500 blok uran oksidi mavjud bo'lib, bu taxminan 52 tonna uranga teng. Reaktorning grafit qismi qariyb 472 tonnani tashkil etdi.Uran metall reaktorning markazida joylashgan bo'lib, kengligi 4,3 m, chuqurligi 3,3 m va balandligi 3,3 m bo'lgan, reaktorning 16 va 18-qatlamlari o'rtasida joylashgan markaziy tarmoqni tashkil etdi. Uran oksidi bloklari neytron oqimi kamroq bo'lgan va shuning uchun neytronlarning kislorod bilan parazitik singishi zaif bo'lgan reaktor yadrosining tashqi qismida taqsimlangandi. Sovutish tizimining yetishmasligi tufayli maksimal xavfsiz reaktor quvvati 200 Wtni tashkil etdi, ammo qisqa vaqt ichida quvvatni 100 kWt ga yetkazish mumkin edi. Reaktorda 5,6 m uzunlikdagi kadmiy bilan qoplangan beshta bronza tayoqchasi ishlatilgan. Ushbu tayoqchalardan uchtasi favqulodda vaziyatlardan biri, qo'pol sozlash uchun, ikkinchisi neytron oqimi va reaktor quvvatini nozik sozlash uchun ishlatilgan.

2-rasm. Argonne reaktori SR-Moskvadagi F-1 reaktorining qurilishi (2- laboratoriya - hozirda "Kurchatov instituti" Rossiya ilmiy markazi) 1945 yil oxirida Moskvada SSSR Fanlar akademiyasining 2-laboratoriyasi hududida F-1 fizik reaktori uchun bino qurilishi boshlandi va 1946 yil boshida birinchi dizayn Chelyabinsk-40 sanoat reaktori va unga bog'liq plutony zavodi ish boshladi. 1946 yil dekabrda F-1 uran-grafit tadqiqot reaktorida I.V. Kurchatov, o'zini-o'zi ta'minlaydigan zanjirli reaksiya Yevropada birinchi marta amalga oshirildi. Hali ham ilm-fanga xizmat qiladigan F-1 reaktorining ishga tushirilishi zarur yadro konstantalarini o'lchashga, birinchi sanoat reaktorining optimal dizaynini tanlashga va tartibga solish va radiatsiya xavfsizligi masalalarini o'rganishga imkon berdi. 3-rasm. Moskvadagi F-1 reaktor binosi (2-laboratoriya - hozirda "Kurchatov instituti" Rossiya ilmiy markazi)