ТЕПЛОВОЙ РЕАКТОР

ТЕПЛОВОЙ РЕАКТОР ядерный
реактор, в к-ром подавляющее число делений ядер делящегося вещества
происходит при взаимодействии их с тепловыми нейтронами.

Для замедления нейтронов до
тепловых энергий (ср. энергия нейтронов деления составляет ок. 2 Мэв)
в
активной зоне реактора размещают замедлитель - вещество, содержащее
лёгкие ядра и слабо поглощающее нейтроны. В качестве замедлителей
могут быть использованы водород (протий и дейтерий), бериллий, углерод
или их соединения - обычная и тяжёлая вода, углеводороды, окись бериллия.
Чаще всего замедлителем в Т. р. служит вода или графит.

В качестве ядерного топлива в Т.
р. используют делящиеся изотопы урана и плутония (²³³U, ²³⁵U,
²³⁹Pu,
²⁴¹Ри), к-рые обладают большими сечениями захвата нейтронов
малых энергий. Это даёт возможность создания Т. р. с относительно малой
критической массой и, следовательно, относительно малым количеством
загружаемого делящегося вещества. Осн. вид ядерного топлива, используемого
в Т. р.,- природный уран или уран, несколько обогащённый изотопом ²³³U.
В процессе деления ²³³U освобождается 2,5 нейтрона на ядро;
при этом в среднем 1 нейтрон расходуется на поддержание
ядерной реакции,
а часть оставшихся (до 0,9 нейтрона) взаимодействует с содержащимся
в топливе ²³⁸и (наз. иногда сырьевым материалом), образуя вторичное
ядерное топливо - ²³⁹Ри. Доля нейтронов, взаимодействующих с
сырьевым материалом, определяется выбором замедлителя и количеством самого
сырьевого материала в активной зоне. В Т. р. с уран-ториевым циклом (ядерное
топливо - ²³³U, сырьевой материал - ²³²Th, см. Ториевый
реактор) число таких нейтронов может превосходить число разделившихся
ядер в 1,05-1,1 раза, что даёт возможность осуществлять расширенное воспроизводство
ядерного топлива.

Регулирование работы Т. р. (при необходимости
ослабить или усилить интенсивность процесса деления) обычно осуществляется
регулирующим
стержнем реактора (в активную зону вводят или из неё выводят вещества,
интенсивно поглощающие нейтроны). Хорошие поглотители - кадмий, бор, редкоземельные
элементы. Чаще всего используют соединения бора (напр., карбид бора) или
бористую сталь; в водо-водяных реакторах
частичное регулирование
производят изменением концентрации борсодержащих веществ (напр., борной
кислоты) в теплоносителе (воде). Характеризуют рабочее состояние
Т. р. так называемым эффективным коэфф. размножения Кчисла поглощённых в реакторе нейтронов одного поколения к числу поглощённых
нейтронов предыдущего поколения. При К= 1 реактор находится
в критич. стационарном состоянии, при К 1 мощность реактора
растёт, при К

В качестве теплоносителя, отводящего
из реактора тепло, к-рое выделяется в процессе деления, используют жидкости
и газы, слабо поглощающие нейтроны и способные осуществлять эффективный
теплообмен (обычную и тяжёлую воду, органич. жидкости, двуокись углерода,
гелий). В отд. случаях применяют жидкие металлы и соли. Вода и органич.
жидкости обычно выполняют в Т. р. функции замедлителя и теплоносителя одновременно.

В качестве конструкционных материалов
активной зоны Т. р. используют А1 (при t =200-250 °С), Zr
(250<t<400 °C) и сталь (t>400 °С). А1 и Zr сравнительно мало влияют
на интенсивность поглощения нейтронов в реакторе; сталь же обладает большим
сечением поглощения нейтронов, поэтому в соответствующих Т. р. необходимо
использовать обогащённое топливо.

В совр. (сер. 70-х гг.) ядерной
технике Т. р. являются осн. видом реакторов и находят самое разнообразное
применение. Т. р. используют для производства электроэнергии, опреснения
воды, получения искусств, делящихся веществ и радиоактивных изотопов, при
технич. испытаниях материалов и конструкций, изучении физич. процессов
и явлений и т. д.

Лит. см. при ст. Ядерный
реактор.С. А. Скворцов.