Я́дерная реа́кция — процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, который может сопровождаться изменением состава и строения ядра. Последствием взаимодействия может стать деление ядра, испускание элементарных частиц или фотонов. Кинетическая энергия вновь образованных частиц может быть гораздо выше первоначальной, при этом говорят о выделении энергии ядерной реакцией.
Я́дерный (а́томный) реа́ктор — устройство, предназначенное для организации управляемой, самоподдерживающейся цепной реакции деления, сопровождающейся выделением энергии.
Я́дерное то́пливо — материалы, которые используются в ядерных реакторах для осуществления управляемой цепной ядерной реакции деления. Ядерное топливо принципиально отличается от других видов топлива, используемых человечеством, оно чрезвычайно энергоёмко, но и весьма опасно для человека, что накладывает множество ограничений на его использование из соображений безопасности. По этой и многим другим причинам ядерное топливо гораздо сложнее в применении, чем любой вид органического топлива и требует множества специальных технических и организационных мер при его использовании, а также высокую квалификацию персонала, имеющего с ним дело.
Реа́ктор на тепловы́х нейтро́нах — ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны тепловой части спектра энергии — «теплового спектра». Использование нейтронов теплового спектра выгодно потому, что сечение взаимодействия ядер 235U с нейтронами, участвующими в цепной реакции, растёт по мере снижения энергии нейтронов, а ядер 238U остаётся при низких энергиях постоянным. В результате, самоподдерживающаяся реакция при использовании природного урана, в котором делящегося изотопа 235U всего 0,7 %, невозможна на быстрых нейтронах и возможна на медленных (тепловых).
Я́дерная эне́ргия — энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях и радиоактивном распаде.
Коэффициент размножения на быстрых нейтронах μ — показатель, учитывающий влияние деления ядер 238U быстрыми нейтронами на ход цепной реакции в реакторе на тепловых нейтронах.
Радиоакти́вный распа́д — спонтанное изменение состава или внутреннего строения нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц, гамма-квантов и/или ядерных фрагментов. Процесс радиоактивного распада также называют радиоакти́вностью, а соответствующие нуклиды — радиоактивными (радионуклидами). Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.
Тепловые нейтроны или медленные нейтроны — свободные нейтроны, кинетическая энергия которых близка к наиболее вероятной энергии теплового движения молекул газа при комнатной температуре.
Запаздывающие нейтроны — нейтроны, испускаемые продуктами деления через некоторое время после реакции деления тяжёлых атомных ядер, в отличие от мгновенных нейтронов, испускаемых практически мгновенно после деления составного ядра. Запаздывающие нейтроны составляют менее 1 % испускаемых нейтронов деления, однако, несмотря на столь малый выход, играют огромную роль в ядерных реакторах. Благодаря большому запаздыванию такие нейтроны существенно увеличивают время жизни нейтронов одного поколения в реакторе и тем самым создают возможность управления самоподдерживающейся цепной реакцией деления. Запаздывающие нейтроны были открыты Робертсом с коллективом в 1939 году.
Деле́ние ядра́ — процесс расщепления атомного ядра на два ядра с близкими массами, называемых осколками деления. В результате деления могут возникать и другие продукты реакции: лёгкие ядра, нейтроны и гамма-кванты. Деление бывает спонтанным (самопроизвольным) и вынужденным. Деление тяжёлых ядер — экзотермический процесс, в результате которого высвобождается большое количество энергии в виде кинетической энергии продуктов реакции, а также излучения. Деление ядер служит источником энергии в ядерных реакторах и ядерном оружии.
Фёдор Львович Шапиро — советский физик, член-корреспондент АН СССР (1968), профессор. Участник Великой Отечественной войны. Заместитель директора лаборатории нейтронной физики (ЛНФ) Объединённого института ядерных исследований в Дубне в 1959—1973 гг. При его участии в ЛНФ была разработана поляризованная протонная мишень для исследований с пучком поляризованных нейтронов. В 1962—64 годах в ФИАНе сотрудниками лаборатории с помощью ЯМР были исследованы эффекты динамической поляризации ядер при насыщении ЭПР. Разработал метод спектрометрии нейтронов по времени замедления (СВЗ). Разработал классическую теорию эффекта Мессбауэра. Ему же принадлежит открытие ультрахолодных нейтронов (УХН).
Нейтро́нная фи́зика — раздел физики элементарных частиц, занимающийся исследованием нейтронов, их свойств и структуры, методов получения, а также возможностями использования в прикладных и научно-исследовательских целях.
Спектр нейтронов — функция, описывающая распределение нейтронов по энергии. В реакторной технике и ядерной физике, выделяют несколько областей спектра энергии нейтронов:
- По «скорости»:
- Релятивистские нейтроны, с энергией более 1010 эВ;
- Быстрые нейтроны, с энергией больше 0.1 МэВ (иногда больше 1 МэВ)
- Медленные нейтроны, общее название нейтронов с энергией менее 0.1 МэВ.
- По «Температуре»:
- Надтепловые нейтроны, с энергией от 0.025 до 1 эВ.
- Горячие нейтроны, с энергией порядка 0.2 эВ.
- Тепловые нейтроны, с энергией примерно 0,025 эВ
- Холодные нейтроны, с энергией от 5⋅10−5 эВ до 0.025 эВ.
- Очень холодные нейтроны, с энергией от 2⋅10−7 эВ до 5⋅10−5 эВ.
- Ультрахолодные нейтроны, с энергией менее 2⋅10−7 эВ.
- По принадлежности к «области энергий»:
- Нейтроны континуальной области с энергией от 0.01 МэВ до 25 МэВ.
- Нейтроны резонансной области с энергией от 1 эВ до 0.01 МэВ.
- Нейтроны низких энергий с энергией менее 1 эВ.
Лобашёв Влади́мир Миха́йлович — советский и российский физик-ядерщик. Академик Российской академии наук, доктор физико-математических наук, профессор.
Коэффициент размножения нейтронов k — отношение числа нейтронов последующего поколения к числу нейтронов в предшествующем поколении во всём объеме размножающей нейтронной среды. В общем случае, этот коэффициент может быть найден с помощью формулы четырёх сомножителей:
, где
- k0 — коэффициент размножения в бесконечной среде;
- μ — коэффициент размножения на быстрых нейтронах;
- φ — вероятность избежать резонансного захвата;
- θ — коэффициент использования тепловых нейтронов;
- η — выход нейтронов на одно поглощение.
Ура́н-235, историческое название актиноура́н — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 235. Изотопная распространённость урана-235 в природе составляет 0,7200(51) %. Является родоначальником радиоактивного семейства 4n+3, называемого рядом актиния. Открыт в 1935 году в США Артуром Демпстером.
Капельная модель ядра — одна из самых ранних моделей строения атомного ядра, предложенная Нильсом Бором в 1936 году в рамках теории составного ядра, развитая Яковом Френкелем и, в дальнейшем, Джоном Уилером, на основании которой Карлом Вайцзеккером была впервые получена полуэмпирическая формула для энергии связи ядра атома, названная в его честь формулой Вайцзеккера.
Нейтро́нный захва́т — вид ядерной реакции, в которой ядро атома соединяется с нейтроном и образует более тяжёлое ядро:
- (A, Z) + n → + γ.
Ядерные технологии — совокупность инженерных решений, позволяющих использовать ядерные реакции или ионизирующее излучение. Наиболее известные сферы применения ядерных технологий ядерная энергетика, ядерная медицина, ядерное оружие.
Леонид Васильевич Грошев ― советский физик, кандидат физико-математических наук (1935), доктор физико-математических наук (1940), профессор (1946). Награждён орденом «Знак Почёта» (1945), Лауреат Государственной премии СССР (1969).
СССР
Россия