Задания № 18, 25 · ЕГЭ

Ядерный реактор

Установка для управляемой цепной реакции деления ядер
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Ядерный реактор — это установка, в которой поддерживается управляемая цепная реакция деления ядер. Выделяющаяся энергия превращается главным образом в тепло, а затем может использоваться для выработки электроэнергии.

Ядерный реакторСлово «реактор» связано с латинским re- — «снова» и agere — «действовать»: в установке поддерживается повторяющийся процесс.
Устройство для управления цепной ядерной реакцией, обычно основанной на делении ядер урана-235 или плутония-239, с целью получения энергии, нейтронов или радиоактивных изотопов.

При делении тяжёлого ядра образуются два более лёгких ядра, несколько свободных нейтронов и выделяется энергия. Нейтроны вызывают новые акты деления, поэтому возникает цепная реакция деления. В реакторе её скорость регулируют поглотителями нейтронов и замедлителем, который уменьшает энергию быстрых нейтронов.

\(P\)
тепловая мощность
Вт
\(E\)
энергия
Дж
\(t\)
время
с
\(k\)
коэффициент размножения нейтронов
без единицы

Как работает реактор

Основные части реактора — ядерное топливо, замедлитель, управляющие стержни, теплоноситель и защитная оболочка. Теплоноситель отводит энергию от активной зоны. В энергетической установке он нагревает воду, пар вращает турбину, а турбина приводит в действие генератор.

\[P = \frac{E}{t}\]

Для устойчивой работы важен коэффициент размножения нейтронов \(k\): при \(k<1\) реакция затухает, при \(k=1\) идёт стационарно, а при \(k>1\) число делений растёт. Управляющие стержни поглощают нейтроны и позволяют поддерживать \(k\approx1\).

№
Пример

Если реактор передал установке энергию \(E=6\cdot10^{10}\) Дж за \(t=1000\) с, его средняя мощность равна \(P=E/t=6\cdot10^7\) Вт, то есть 60 МВт.

!
Не путайте

Ядерный реактор не является атомной бомбой: в реакторе цепная реакция управляется и поддерживается около \(k=1\). При аварийном росте мощности защитные системы вводят поглотители и останавливают реакцию.

Проверьте себя

Что означает условие \(k=1\) в ядерном реакторе?

Главное за минуту

Главное

  • Ядерный реактор поддерживает управляемую цепную реакцию деления ядер.
  • Энергия деления превращается в тепло, а затем — в механическую и электрическую энергию.
  • Для стационарной работы необходимо поддерживать коэффициент размножения нейтронов около \(k=1\).