Количество необходимых

Ядерный реактор / представляет графитовый куб или цилиндр больших размеров, пронизанный алюминиевыми, циркониевыми, магниевыми или из нержавеющей стали трубами, внутрь которых вводятся урановые стержни, а также стержни 9.2, замедлителем является графит, и быстрые нейтроны, освобожденные Е; результате деления ядер. При этом нейтроны должны обладать определенной (тепловой) скоростью, чтобы вызвать дальнейшее деление ядер. Слишком медленные и слишком быстрые нейтроны захватываются ядрами урана и не вызывают их деления. Скорости нейтронов, вылетевших из ядра урана при его делении, замедляются. Замедлителями нейтронов при ядерных реакциях могут быть: графит, тяжелая вода, обыкновенная вода и бериллий. В атомном реакторе, изображенном, на 9.2, замедлителем является графит, и быстрые нейтроны, вылетевшие из уранового стержня, проходя через слой графита, замедляются и вызывают деление ядра в соседнем урановом стержне. При делении ядра урана получаются новые нейтроны и происходит цепная реакция ядерного распада урана. Цепная реакция идет очень быстро, и при этом выделяется огромное количество энергии, что может вызвать взрыв большой мощности. Для предотвращения взрыва в атомный котел вводятся стержни (поглотители) из кадмия, баристой соли или карбида бора, серебра, индия и гафния, которые ограничивают количество нейтронов и не дают возможности быстро развиваться цепной реакции. Следовательно, при помощи стержней, поглощающих медленные нейтроны, можно управлять работой атомного реактора. Топливом тепловых энергетических реакторов является природный уран, который содержит 0,714 % урана U235 и уран U238, часть которого (примерно 1,4 %) при захвате «быстрых» нейтронов превращается в плутоний Ри239.

А опасен он по нескольким причинам. Во-первых, в нем очень легко начинается реакция деления— большая масса чистого металла испускает такое количество нейтронов в результате самопроизвольных распадов ядер, что вероятность возникновения без воздействия извне неконтролируемой цепной реакции деления становится очень высокой. Величина «критической массы», при которой начало реакции становится практически неизбежным, исчисляется несколькими килограммами и зависит от конфигурации, состояния металла и других факторов. Плутоний также очень токсичен. Из-за его высокой радиоактивности попадание в организм даже очень небольшого количества этого элемента может нанести весьма большой вред. По нормам министерства энергетики США максимально допустимая концентрация плутония в воздухе составляет 0,00003 мкг/м3. Кроме того, нагретый плутоний в металлическом состоянии очень активно реагирует со многими газами, например воспламеняется в кислородной среде. Эти свойства, а также непрерывный самонагрев металла под воздействием собственной радиоактивности и его хрупкость делают его трудными в производстве, обработке и обращении. По этим причинам правительство США не проявляло последовательной приверженности к реакторам-размножителям. Соображения в пользу реакторов-размножителей будут рассмотрены ниже, пока же заметим, что правительства могут сменять друг друга, но энергетическая ситуация от этого, к сожалению, не меняется.

зывается вероятностью утечки быстрых нейтронов, показывающей, сколько нейтронов из первоначального количества покидает реактор, не вступив в какое-либо взаимодействие; тогда количество нейтронов, определяемое произведением vs(l— //), замедляется. В процессе замедления, когда энергия нейтронов падает с. величин, определяемых в мегаэлект-рон-вольтах,до уровней менее электрон-вольт, отмечается другая «нейтронная яма». На 7.4 приведена зависимость полного сечения 238U от энергии нейтрона; отмечается несколько значительных острых пиков. Они называются пиками резонансов поглощения; один из них при энергии около 6,7 эВ имеет максимальное сечение около 8 тыс. барн, что в 15 раз больше по сравнению с сечением деления 235U при той же самой энергии нейтрона.

— Надо, — сказали они, — регулировать количество нейтронов, взрывающих ядра. Надо лишние нейтроны извлекать из общей массы металла. Это можно сделать, вставляя между урановыми стержнями специальные стержни из металла, который хорошо поглощает нейтроны. Вдвинем эти стержни глубже в урановый монолит-— они будут пвглощать в себя больше нейтронов; выдвинем стержни — и число нейтронов, взрывающих ядра, увеличится, температура возрастет.

Количество нейтронов и протонов у ядер, участвующих в реакции деления ядра урана-236

Химический элемент Количество нейтронов Количество протонов Массовое число А (нейтроны + протоны)

урана-236. Как уже упоминалось в конце предыдущей главы, асимметричное расщепление ядра урана-236 происходит чаще, и поэтому могут, например, образоваться ядра ксенона-141 и стронция-95 (табл. 3). Эти ядра-осколки в сумме будут содержать точно такое же количество нейтронов и протонов, как и ядро урана-236 до расщепления (в результате данной ядерной реакции происходит лишь перераспределение нуклонов). Кратко данную реакцию можно обозначить так:

Поскольку из ядер изотопов ксенона самым устойчивым тяжелым является ядро ксенона-136, а из ядер изотопов стронция — ядро стронция-88, то очевидно, что образовавшиеся осколки имеют слишком много нейтронов, чтобы оставаться устойчивыми25. Появившийся «избыток» нейтронов отнюдь не случаен. Чем больше размеры ядра, тем сильнее возрастает влияние электрических сил отталкивания между протонами, и чтобы их преодолеть и сохранить устойчивость, крупные ядра должны иметь очень большое количество нейтронов (для ядерных же сил притяжения не существует разницы между нуклонами). Самые тяжелые ядра содержат на 50% больше нейтронов, чем протонов, и, следовательно, каждый осколок, образовавшийся при делении большого (тяжелого) ядра, будет иметь также примерно на 50% больше нейтронов, чем протонов. Однако для устойчивости этих, гораздо более легких, ядер такое соотношение нейтронов и протонов «излишне». Каждое подобное ядро имеет несколько слабо связанных нейтронов, находящихся вне заполненных оболочек, и поэтому оно, чтобы восстановить соответствующее условие стабильности, испускает «лишние» нейтроны, подобно тому, как при радиоактивном распаде излучаются «лишние» частицы.

На 15 показано* (весьма схематично), как развивается нейтронная цепная реакция в уране. Ради простоты мы приняли, что при расщеплении одного ядра урана образуется два нейтрона 2б. Из рисунка видно, что количество расщепляющихся ядер удваивается с каждой ступенью цепной реакции, и если никак не контролировать это увеличение, то реакция распространится с неимоверной быстротой и приведет к ядерному взрыву. Например, известно, что спустя 10~14 с после начала расщепления образовавшиеся осколки ядра излучают все свои мгновенные нейтроны 27. Дальнейшее расщепление, вызванное этими нейтронами, происходит не позже чем через 10~8 с, то есть примерно каждые 10~8 с удваивается ( 16) количество нейтронов и расщепляющихся ядер (в предположении, что отсутствуют потери нейтронов). Таким образом, спустя 7,5-10~7 с после расщепления одного ядра этот процесс распространяется на 1024—1025 ядер, которые предположительно имеются в 1 кг (или более) урана. В грубом приближении именно все это и происходит при взрыве атомной бомбы.

28 Экспериментально установлено, что среднее количество нейтронов, приходящихся на расщепление одного ядра урана, составляет 2,5. Дробное выражение получается потому, что расщепление урана может, как уже указывалось, происходить разными способами и соответственно с выделением различного количества нейтронов.

достаточное количество нейтронов сталкивается с ядрами и поддерживает цепную реакцию). Шарообразный кусок урана-235, превосходящий этот критический размер, моментально взорвется сам и снесет все окружающее в радиусе нескольких километров; при этом за одну миллионную долю секунды выделится огромное количество энергии. Фактически кусок урана таких размеров и является атомной бомбой. Таким образом, нет необходимости вызывать ядерный взрыв при помощи искусственной бомбардировки куска урана нейтронами, так как вокруг нас всегда достаточно рассеянных нейтронов для инициирования цепной реакции — в космических лучах и других природных источниках.

Применяют различные алгоритмы поиска методом сканирования (последовательный перебор узлов пространственной сетки, поиск с переменным шагом, сканирование по спирали), использование которых позволяет уменьшить объем вычислений. При поиске, например, с переменным шагом используют поэтапное уменьшение шага AXt. При этом количество необходимых вычислений при поиске с переменным шагом по сравнению с перебором узлов пространственной сетки, когда исследуются все возможные сочетания переменных, уменьшается и может быть определено по формуле

К аналитическим методам относится также метод разложения, основанный на выражении случайных аргументов х-, через дискретные распределения вероятностей. Исходные данные, определенные в виде гистограмм, заменяются дискретными распределениями соответствующих величин х,. Для каждого из дискретных значений случайного вектора X путем прямого вычисления всех функций работоспособности можно определить, удовлетворяются ли условия работоспособности. Главное достоинство метода разложения — его простота. Однако количество необходимых расчетов параметров ИМС является достаточно большим, что требует ощутимых затрат машинного времени. Кроме того, возникают затруднения при вычислении вероятности появления каждого из векторов X при коррелированных XL

области подгонки /„= 2 hi = 2bK$8' и количество необходимых

ных значений различных функций и др. Применение БИС ПЗУ расширяет технические возможности ЭВМ, повышает их быстродействие и надежность, позволяет уменьшить количество необходимых БИС ОЗУ. В зависимости от способа занесения информации (программирования) различают три основные разновидности БИС ПЗУ: собственно ПЗУ с масочным программированием (ПЗУМ), электрически программируемые ПЗУ (ППЗУ) и репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ).

В качестве тягового средства наиболее целесообразно применять мангвренные мотовозы. Количество необходимых мотовозов зависит от схемы железнодорожных путей площадки и Еюзможностей маневрирования. Обычно бесперебойность транспортных операций обеспечивается при наличии 3—4 мотовозов.

Продолжительность и последовательность работ. По-стледовательность выполнения работ по подземному хозяйству главного корпуса, их взаимная увязка и общая продолжительность устанавливаются при 'составлении календарного графика ( 5-13); в графике уточняются количество необходимых механизмов и машино-смен, а также трудоемкость работ.

Количество необходимых операций разъединителями в течение года для вывода в ревизию поочередно всех выключателей, разъединителей и сборных шин значительно меньше, чем в схеме с двумя рабочими и обходной системами шин.

При работе с мостом переменного тока желательно, чтобы равновесие наступало при наименьшем числе последовательных регулировок. В каждой мостовой схеме выбираются определенные регулируемые элементы (обычно два), удовлетворяющие выражениям (11-3) и обеспечивающие быстроту уравновешивания. Количество необходимых для этого регулировок (при заданной чувствительности измерителя) характеризует так называемую сходимость процесса уравновешивания. Правильный выбор регулируемых элементов мостовой схемы производится 'путем теоретического анализа сходимости.

определяют изменение объема масла в секциях при переходе от режима «полная нагрузка летом» к режиму «выключенная линия зимой». Получив подлежащие компенсации объемы масла в секции, определяют количество необходимых подпитывающих баков давления в каждой секции. После этого, задавшись отметками установки баков для предварительно выбранных длин секций, строят эпюры для основных расчетных установившихся и переходных режимов. Если давления по длине выбранных секций выходят за допустимые пределы, корректируют места установки стопорных муфт, количество подпитывающих баков, отметки их установки и вновь строят эпюры давлений. Обычно при расчете подпитки для выявления наиболее целесообразного варианта намечают несколько возможных вариантов схем подпитки и расположения по трассе линии баков давления.

Закрытые распределительные устройства (ЗРУ) обычно выполняют в виде одноэтажного помещения «зального» типа, в котором устанавливают необходимое количество камер КРУ или КСО. Камеры КРУ н КСО изготовляют на заводах комплектно, в собранном виде, с необходимой аппаратурой и оборудованием. Поэтому в проекте электроустановки не дают рабочих чертежей монтажа аппаратуры и оборудования в камерах и схем их соединений в пределах камеры, приводят только общую схему ЗРУ, размещение и установку отдельных камер, указывают в спецификации типы и количество необходимых КРУ или КСО.

Дискретизированные и квантованные значения функции в ЦИП кодируются. На 4.1, г показан унитарный код, при котором число передаваемых импульсов пропорционально квантованному значению измеряемой величины. Представление числового значения в унитарном коде имеет недостатки. Число импульсов в кодовых группах различно, чем больше представляемое число, тем больше импульсов содержит кодовая группа. Так, для представления числа 82 необходимо передать 82 импульса. Привычная для нас десятичная система счисления более экономна. Действительно, в ней для построения чисел используется десять цифр: 0, 1, 2, 3, ..., 9. Число представляется в виде последовательности цифр. Каждая цифра занимает в нем определенную позицию (разряд). Например, число 482 содержит три цифры. Однако крайняя правая цифра 2 относится к разряду единиц, цифра 8 к разряду десятков, 4 — к разряду сотен. Таким образом, для представления данного числа в десятичной системе количество необходимых разрядов равно числу записанных цифр, т. е. трем. Запись этого же числа с помощью унитарного кода потребовала бы 482 импульса (знака). Экономность десятичной системы объясняется тем, то перемещение цифры влево на соседнюю позицию увеличивает ее значение в 10 раз. Цифра 10 является основанием десятичной системы счисления. Принципиально можно образовать систему счисления, используя любое число р в качестве ее основания.