A descoberta do nêutron foi um prenúncio da teoria atômicaera da humanidade, pois nas mãos dos físicos havia uma partícula capaz, pela ausência de carga, de penetrar em qualquer núcleo, mesmo pesado. No decorrer de experimentos de bombardeio de núcleos de urânio com nêutrons, realizados pelo físico italiano E. Fermi, foram obtidos isótopos radioativos e elementos transurânicos - neptúnio e plutônio. Assim, tornou-se possível a criação de um reator nuclear - uma instalação que supera em sua potência energética tudo o que foi criado pelo homem antes.
Um reator nuclear é um aparelho ondereação de fissão nuclear controlada com base no princípio da cadeia. Este princípio é o seguinte. Os núcleos de urânio, bombardeados por nêutrons, decaem e formam vários novos nêutrons, que, por sua vez, causam a fissão dos próximos núcleos. Nesse processo, o número de nêutrons aumenta rapidamente. A razão entre o número de nêutrons em uma fase de fissão e o número de nêutrons na fase anterior da fissão nuclear é chamada de fator de multiplicação.
Para manter a reação nuclear sob controle, eé necessário um reator nuclear, que é usado em usinas nucleares, submarinos, quebra-gelos nucleares, em instalações nucleares experimentais, etc. Uma reação nuclear descontrolada leva inevitavelmente a uma explosão de força destrutiva colossal. Esse tipo de reação em cadeia é usado exclusivamente em bombas nucleares, cuja explosão é o objetivo da decomposição nuclear.
Um reator nuclear em que oos nêutrons se movem com grande velocidade, para controlar a reação é equipado com materiais especiais que absorvem parte da energia das partículas elementares. Esses materiais, que têm a capacidade de reduzir a velocidade e a inércia do movimento dos nêutrons, são chamados de moderadores da reação nuclear.
O princípio de operação de um reator nuclear éPróximo. As cavidades internas do reator são preenchidas com água destilada circulando dentro de tubos especiais. O reator nuclear é automaticamente ligado quando as hastes de grafite são removidas do núcleo, que absorvem parte da energia dos nêutrons. Com o início da reação em cadeia, é liberada uma quantidade colossal de energia térmica que, circulando no núcleo do reator, chega às células a combustível. Neste caso, a água aquece até uma temperatura de 320 oC.
Em seguida, a água do circuito primário, movendo-se para dentro ao longotubos do gerador de vapor, emite a energia térmica recebida do núcleo do reator para a água do circuito secundário, enquanto não em contato com ela, o que exclui a entrada de partículas radioativas fora da sala do reator.
O outro processo não é diferente deo que acontece em qualquer termelétrica - a água do segundo circuito, transformada em vapor, dá rotação às turbinas. As turbinas ativam gigantescos geradores de energia que geram energia elétrica.
Um reator nuclear não é estritamente humanoinvenção. Como as mesmas leis da física operam em todo o Universo, a energia da fissão nuclear é necessária para manter a estrutura harmoniosa do espaço e da vida na Terra. Os reatores nucleares naturais são estrelas. E um deles é o Sol, que, com sua energia de fusão termonuclear, criou todas as condições para a origem da vida em nosso planeta.
