Reagimi zinxhir i kontrolluar. Reaksioni zinxhir bërthamor

Reaksion zinxhirështë një reaksion kimik i vetëqëndrueshëm, në të cilin produktet që dalin fillimisht marrin pjesë në formimin e produkteve të reja. Reaksionet zinxhir zakonisht zhvillohen me shpejtësi të madhe dhe shpesh kanë karakterin e një shpërthimi.

Reaksionet zinxhir kalojnë nëpër tre faza kryesore: bërthamimi (fillimi), zhvillimi dhe përfundimi i zinxhirit.

Oriz. 9.13. Profili i energjisë së reaksionit (ngastra e energjisë potenciale kundrejt koordinatës së reagimit) që tregon një minimum që korrespondon me formimin e një ndërmjetësi reaksioni.

Faza e fillimit. Në këtë fazë, formimi i ndërmjetësve (produkteve të ndërmjetme). Ndërmjetësuesit mund të jenë atome, jone ose molekula neutrale. Inicimi mund të kryhet nga drita, rrezatimi bërthamor, energjia termike (termike), anionet ose katalizatorët.

Faza e zhvillimit. Në këtë fazë, produktet e ndërmjetme reagojnë me reagentët fillestarë, duke formuar ndërmjetës të rinj dhe produkte përfundimtare. Faza e zhvillimit në reaksionet zinxhir përsëritet shumë herë, gjë që çon në formimin e një numri të madh të produkteve përfundimtare dhe të ndërmjetme.

faza e thyerjes së zinxhirit. Në këtë fazë ndodh konsumimi përfundimtar i produkteve të ndërmjetme ose shkatërrimi i tyre. Si rezultat, reagimi ndalet. Një reaksion zinxhir mund të shkëputet spontanisht ose nën veprimin e substancave të veçanta - frenuesit.

Reaksionet zinxhir luajnë një rol të rëndësishëm në shumë degë të kimisë, në veçanti, në fotokimi, kiminë e djegies, reaksionet e ndarjes bërthamore dhe të shkrirjes bërthamore (shih Kapitullin 1) dhe në kiminë organike (shih Kapitujt 17-20).

Fotokimia

Kjo degë e kimisë mbulon proceset kimike lidhur me efektin e dritës në materie. Një shembull i proceseve fotokimike është fotosinteza.

Shumë reaksione zinxhir nisin nga drita. Grimca inicuese në këtë rast është një foton, i cili ka energji (shih seksionin 1.2). Një shembull klasik është reagimi midis hidrogjenit dhe klorit në prani të dritës

Ky reagim vazhdon me një shpërthim. Ai përfshin tre fazat e mëposhtme.

Inicimi. Në këtë fazë ka një pushim lidhje kovalente në një molekulë klori, duke rezultuar në formimin e dy atomeve, secili me një elektron të paçiftuar:

Ky lloj reaksioni është homoliza, ose fisioni hemolitik (shih seksionin 17.3). Është gjithashtu një shembull i fotolizës. Termi "fotolizë" nënkupton dekompozimin fotokimik. Dy atomet e klorit të formuar janë produkte të ndërmjetme (të ndërmjetme). Ata janë radikalë. Një radikal është një atom (ose grup atomesh) që ka të paktën një elektron të paçiftuar. Duhet të theksohet se megjithëse hapi i fillimit është hapi më i ngadaltë në reaksionin zinxhir, ai nuk përcakton shpejtësinë e të gjithë reaksionit zinxhir.

Faza e zhvillimit. Në këtë fazë, atomet e klorit reagojnë me molekulat e hidrogjenit, duke formuar produkti final- klorur hidrogjeni, si dhe radikalet e hidrogjenit. Radikalet e hidrogjenit reagojnë me molekulat e klorit; Si rezultat, formohen pjesë të reja të produktit dhe radikale të reja të klorit:

Këto dy reagime, të cilat së bashku përbëjnë fazën e zhvillimit, përsëriten miliona herë.

faza e thyerjes së zinxhirit. Si rezultat, reaksioni zinxhir më në fund ndalet

reaksione të tilla si

Për të thithur energjinë që lirohet gjatë këtyre reaksioneve të ndërprerjes së zinxhirit, është e nevojshme që një trup tjetër i tretë të marrë pjesë në to. Ky trup i tretë është zakonisht muret e enës në të cilën ndodh reaksioni.

prodhimi kuantik

Thithja e një fotoni drite nga një molekulë klori në reaksionin zinxhir të përshkruar më sipër mund të çojë në formimin e miliona molekulave të klorurit të hidrogjenit. Raporti i numrit të molekulave të produktit me numrin e kuanteve të dritës (fotoneve) që nisin reaksionin quhet rendiment kuantik. rendimenti kuantik fotografik reaksionet kimike mund të ketë vlera nga një deri në disa milionë. Një rendiment i lartë kuantik tregon natyrën zinxhir të reaksionit në vazhdim.

fotoliza me blic

Ky është emri i teknikës së përdorur për të marrë radikale me një përqendrim mjaft të lartë për t'i zbuluar ato. Në fig. Figura 9.14 tregon një diagram të thjeshtuar të konfigurimit të përdorur për fotolizën e blicit. Përzierja e reaksionit ndikohet

Oriz. 9.14. fotoliza me blic.

ndezje e fuqishme drite nga një burim i veçantë pulsues. Një burim i tillë bën të mundur krijimin e shpërthimeve të dritës me një energji deri në 105 J dhe një kohëzgjatje të rendit s ose më pak. Teknika moderne Fotoliza e blicit përdor lazer pulsues me një kohëzgjatje blici të rendit të një nanosekondi (10-9 s). Reaksioni që ndodh si rezultat i një ndezjeje të tillë drite mund të pasohet nga regjistrimi i një sekuence të spektrave të absorbimit optik të përzierjes së reaksionit. Blici i parë pasohet nga një seri ndezjesh nga një burim pulsi me fuqi të ulët. Këto ndezje ndjekin njëra-tjetrën në intervale të rendit të milisekondave ose mikrosekondave dhe bëjnë të mundur regjistrimin e spektrave të absorbimit të përzierjes së reaksionit në intervale të tilla kohore.

Djegje

Reagimi me oksigjen, që çon në çlirimin e energjisë termike dhe dritës, quhet djegie. Djegia zakonisht vazhdon si një sekuencë komplekse reaksionesh radikale.

Le të marrim si shembull djegien e hidrogjenit. Në kushte të caktuara, ky reagim vazhdon me një shpërthim. Në fig. 9.15 paraqet të dhëna eksperimentale për reaksionin e një përzierjeje stekiometrike të hidrogjenit dhe oksigjenit në një reaktor Pyrex. Pjesa e hijezuar e diagramit korrespondon me rajonin shpërthyes të këtij reaksioni. Për reaksionin e djegies së hidrogjenit, ky seksion i diagramit ka formën e një gadishulli shpërthyes. Zona e shpërthimit është e kufizuar nga kufijtë e shpërthimit.

Oriz. 9.15. Kushtet për reaksionin shpërthyes të djegies së hidrogjenit:

Reaksion zinxhir

Reaksion zinxhir- një reaksion kimik dhe bërthamor në të cilin shfaqja e një grimce aktive (një radikal i lirë ose një atom në një proces kimik, një neutron në një proces bërthamor) shkakton një numër të madh (zinxhir) transformimesh të njëpasnjëshme të molekulave ose bërthamave joaktive. Radikalet e lira dhe shumë atome, ndryshe nga molekulat, kanë valenca të lira të pangopura (një elektron i paçiftuar), gjë që çon në ndërveprimin e tyre me molekulat origjinale. Kur një radikal i lirë (R) përplaset me një molekulë, një nga lidhjet valore të kësaj të fundit prishet dhe, kështu, si rezultat i reagimit, formohet një radikal i ri i lirë, i cili, nga ana tjetër, reagon me një molekulë tjetër - një ndodh reaksioni zinxhir.

Reaksionet zinxhir në kimi përfshijnë proceset e oksidimit (djegia, shpërthimi), plasaritja, polimerizimi dhe të tjera, të cilat përdoren gjerësisht në industrinë kimike dhe të naftës.

Fondacioni Wikimedia. 2010 .

Shihni se çfarë është "Reagimi zinxhir" në fjalorë të tjerë:

REAKSIONI ZINXHIROR, një proces i vetëqëndrueshëm i ndarjes bërthamore në të cilin një reaksion fillon një të dytë, një i dyti në të tretën, e kështu me radhë. Për të filluar reaksionin, nevojiten kushte kritike, domethënë, masa e materialit të aftë për t'u ndarë, ... ... Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

reaksion zinxhir- Çdo proces biologjik (ose kimiko-fizik), i përbërë nga një sërë procesesh të ndërlidhura, ku produkti (ose energjia) e çdo faze është pjesëmarrës në fazën tjetër, që çon në mirëmbajtjen dhe (ose) përshpejtimin e zinxhirit. ... ... Manuali Teknik i Përkthyesit

reaksion zinxhir- 1) Një reaksion që shkakton një numër të madh shndërrimesh të molekulave të substancës origjinale. 2) Reaksioni i ndarjes vetë-qëndrueshme bërthamat atomike elemente të rënda nën ndikimin e neutroneve. 3) shpaloset Rreth një numri veprimesh, gjendjesh, etj., në të cilat një ose një ... ... Fjalor i shumë shprehjeve

Reaksion zinxhir Çdo proces biologjik (ose kimiko-fizik), i përbërë nga një sërë procesesh të ndërlidhura, ku produkti (ose energjia) e çdo faze është pjesëmarrës në fazën tjetër, e cila çon në mirëmbajtjen dhe (ose) ... .. . Biologjia molekulare dhe gjenetika. Fjalor.

reaksion zinxhir- grandininė reakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminė ar branduolinė reakcija, kurios aktyvusis centras sukelia ilgą kitimų grandinę. atitikmenys: angl. reaksion zinxhir. reaksion zinxhir … Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

reaksion zinxhir- grandininė reakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. reaksion zinxhir vok. Reaksioni Kettenker, f; Kettenreaktion, f rus. reaksion zinxhir, f pranc. reaction en chaîne, f … Fizikos terminų žodynas

Razg. Për procesin e vazhdueshëm, të pakontrolluar të përfshirjes së dikujt, diçkaje. në atë që l. BMS 1998, 489; BTS, 1462 ... Fjalor i madh i thënieve ruse

Koncepti shkencor i reaksionit zinxhir. Dhe gjithashtu "Reagimi zinxhir" është emri i disa filmave artistikë: "Reagimi zinxhir" filmi i BRSS në 1962. Reagimi Zinxhiri është një film komedi krimi francez i vitit 1963. "Zinxhiri ... ... Wikipedia

Reagimi zinxhir (film, 1963) Ky term ka kuptime të tjera, shih Reaksioni zinxhir (kuptimet). Carambolages me reaksion zinxhir ... Wikipedia

libra

Reagimi zinxhir, Elkeles Simone. Mosha 18+ 3 karakteristika: - Bestseller The New York Times, Amazon - Nga autori i bestsellerëve botërorë "Perfect Chemistry" dhe "Law of Atraction" -Për ata që besojnë se dashuria ndryshon gjithçka" E shkëlqyeshme…

Reaksioni zinxhir bërthamor- një reaksion i vetë-qëndrueshëm i ndarjes së bërthamave të rënda, në të cilin neutronet riprodhohen vazhdimisht, duke ndarë gjithnjë e më shumë bërthama të reja. shpejtësi në anët e ndryshme, dhe dy ose tre neutrone. Reaksionet zinxhir të kontrolluara kryhet në reaktorë bërthamorë ose kaldaja bërthamore. Aktualisht reaksionet zinxhir të kontrolluara kryhen në izotopet e uraniumit-235, uranium-233 (i marrë artificialisht nga toriumi-232), plutonium-239 (i marrë artificialisht nga plaga-238), si dhe plutonium-241. Një detyrë shumë e rëndësishme është izolimi i izotopit të tij, uranium-235, nga uraniumi natyror. Që në hapat e parë në zhvillimin e teknologjisë atomike, përdorimi i uraniumit-235 ishte i një rëndësie vendimtare, por marrja e tij në formën e tij të pastër ishte, megjithatë, teknikisht e vështirë, sepse uraniumi-238 dhe uraniumi-235 janë kimikisht të pandashëm.

50. Reaktorët bërthamorë. Perspektivat për përdorimin e energjisë termonukleare.

Reaktor bërthamor- Kjo është një pajisje në të cilën kryhet një reaksion zinxhir i kontrolluar bërthamor, i shoqëruar me lëshimin e energjisë. Reaktori i parë bërthamor u ndërtua dhe u nis në dhjetor 1942 në SHBA nën udhëheqjen e E. Fermit. Reaktori i parë i ndërtuar jashtë Shteteve të Bashkuara ishte ZEEP, i nisur në Kanada më 25 dhjetor 1946. Në Evropë, reaktori i parë bërthamor ishte instalimi F-1, i cili u lançua në 25 dhjetor 1946 në Moskë nën udhëheqjen e I.V. Kurchatov. Deri në vitin 1978, rreth njëqind reaktorë bërthamorë tashmë funksiononin në botë. lloje të ndryshme. Komponentët e çdo reaktori bërthamor janë: një bërthamë me lëndë djegëse bërthamore, zakonisht e rrethuar nga një reflektor neutron, një ftohës, një sistem kontrolli të reaksionit zinxhir, mbrojtje nga rrezatimi, një sistem kontrolli në distancë. Ena e reaktorit është subjekt i konsumimit (veçanërisht nën ndikimin e rrezatimit jonizues). Karakteristika kryesore e një reaktori bërthamor është fuqia e tij. Një fuqi prej 1 MW korrespondon me një reaksion zinxhir në të cilin ndodhin 3·10 16 ngjarje të ndarjes në 1 sek. Hulumtimi në fizikën e plazmës me temperaturë të lartë kryhet kryesisht në lidhje me perspektivën e krijimit të një reaktori termonuklear. Parametrat më të afërt me reaktorin janë instalimet e tipit tokamak. Në vitin 1968, u njoftua se objekti T-3 kishte arritur një temperaturë të plazmës prej dhjetë milionë gradë; ishte në zhvillimin e këtij drejtimi që përpjekjet e shkencëtarëve nga shumë vende janë përqendruar gjatë dekadave të fundit. Demonstrimi i parë i duhet të kryhet një reaksion termonuklear i vetëqëndrueshëm në vende të ndryshme ITER tokamak. Përdorimi në shkallë të plotë i reaktorëve termonuklear në industrinë e energjisë pritet në gjysmën e dytë të shekullit 21. Përveç tokamakëve, ekzistojnë lloje të tjera kurthe magnetike për kufizimin e plazmës me temperaturë të lartë, për shembull, të ashtuquajturat e hapura. kurthe. Për shkak të një numri karakteristikash, ato mund të përmbajnë plazmë me presion të lartë dhe për këtë arsye kanë perspektiva të mira si burime të fuqishme të neutroneve termonukleare dhe në të ardhmen si reaktorë termonuklear.

Progresi i bërë në vitet e fundit në Institutin e Fizikës Bërthamore të Degës Siberiane të Akademisë së Shkencave Ruse në studimet e kurtheve të hapura moderne aksimetrike tregojnë premtimin e kësaj qasjeje. Këto studime janë në vazhdim, dhe në të njëjtën kohë, BINP po punon për një projekt për një impiant të gjeneratës së ardhshme, i cili tashmë do të jetë në gjendje të demonstrojë parametrat e plazmës afër atyre të një reaktori.

Reaksioni bërthamor zinxhir- një sekuencë e reaksioneve të vetme bërthamore, secila prej të cilave shkaktohet nga një grimcë që u shfaq si produkt reaksioni në hapin e mëparshëm të sekuencës. Një shembull i një reaksioni zinxhir bërthamor është reaksioni zinxhir i ndarjes - i bërthamave të elementeve të rënda, në të cilin numri kryesor i ngjarjeve të ndarjes inicohet nga neutronet e marra gjatë ndarjes së bërthamave në gjeneratën e mëparshme.

YouTube enciklopedik

1 / 3

Fizika bërthamore. Reaksionet bërthamore. Reaksioni zinxhir i ndarjes bërthamore. centrali bërthamor

Forcat bërthamore Energjia e lidhjes së grimcave në bërthamë Zbërthimi i bërthamave të uraniumit Reaksion zinxhir

Reaksionet bërthamore

Titra

Mekanizmi i çlirimit të energjisë

Shndërrimi i një lënde shoqërohet me çlirimin e energjisë së lirë vetëm nëse substanca ka një rezervë energjie. Kjo e fundit do të thotë se mikrogrimcat e materies janë në një gjendje me energji-prehje më të madhe se në një gjendje tjetër të mundshme, kalimi në të cilin ekziston. Tranzicioni spontan parandalohet gjithmonë nga një pengesë energjetike, për ta kapërcyer të cilën mikrogrimca duhet të marrë një sasi energjie nga jashtë - energjinë e ngacmimit. Reaksioni ekzoenergjetik konsiston në faktin se në transformimin pas ngacmimit, lirohet më shumë energji sesa kërkohet për të ngacmuar procesin. Ka dy mënyra për të kapërcyer pengesën e energjisë: ose për shkak të energjisë kinetike të grimcave që përplasen, ose për shkak të energjisë lidhëse të grimcave që hyjnë.

Nëse kemi parasysh shkallët makroskopike të çlirimit të energjisë, atëherë energjia kinetike e nevojshme për ngacmimin e reaksioneve duhet të ketë të gjitha ose në fillim të paktën disa nga grimcat e substancës. Kjo mund të arrihet vetëm duke rritur temperaturën e mediumit në një vlerë në të cilën energjia e lëvizjes termike i afrohet vlerës së pragut të energjisë që kufizon rrjedhën e procesit. Në rastin e transformimeve molekulare, domethënë reaksioneve kimike, një rritje e tillë është zakonisht qindra kelvin, ndërsa në rastin e reaksioneve bërthamore është të paktën 10 7 K për shkak të shumë lartësi të madhe Barrierat e Kulonit të bërthamave që përplasen. Ngacmimi termik i reaksioneve bërthamore është kryer në praktikë vetëm në sintezën e bërthamave më të lehta, në të cilat barrierat e Kulonit janë minimale (bashkimi termonuklear).

Ngacmimi nga grimcat e bashkimit nuk kërkon një energji të madhe kinetike dhe, për rrjedhojë, nuk varet nga temperatura e mediumit, pasi ndodh për shkak të lidhjeve të papërdorura të natyrshme në grimcat e forcave tërheqëse. Por nga ana tjetër, vetë grimcat janë të nevojshme për të nxitur reagimet. Dhe nëse përsëri nuk kemi parasysh një akt të veçantë reagimi, por prodhimin e energjisë në një shkallë makroskopike, atëherë kjo është e mundur vetëm kur ndodh një reaksion zinxhir. Kjo e fundit lind kur grimcat që ngacmojnë reaksionin rishfaqen si produkte të reaksionit ekzoenergjetik.

reaksionet zinxhir

Reaksionet zinxhirore janë të përhapura në mesin e reaksioneve kimike, ku rolin e grimcave me lidhje të papërdorura e luajnë atomet ose radikalet e lira. Mekanizmi i reaksionit zinxhir në transformimet bërthamore mund të sigurohet nga neutronet që nuk kanë një barrierë Kulombi dhe ngacmojnë bërthamat gjatë përthithjes. Shfaqja e grimcës së kërkuar në mjedis shkakton një zinxhir reaksionesh që vijojnë njëri pas tjetrit, i cili vazhdon derisa zinxhiri të përfundojë për shkak të humbjes së grimcës bartëse të reaksionit. Ekzistojnë dy arsye kryesore për humbjet: thithja e një grimce pa emetuar një dytësore dhe largimi i një grimce jashtë vëllimit të substancës që mbështet procesin e zinxhirit. Nëse në çdo akt të reaksionit shfaqet vetëm një grimcë bartëse, atëherë quhet reaksioni zinxhir i padegëzuar. Një reaksion zinxhir i padegëzuar nuk mund të çojë në çlirimin e energjisë në një shkallë të madhe.

Nëse në çdo akt të reaksionit ose në disa hallka të zinxhirit shfaqen më shumë se një grimcë, atëherë ndodh një reaksion zinxhir i degëzuar, sepse njëra nga grimcat dytësore vazhdon zinxhirin, ndërsa të tjerat i japin zinxhirë të rinj që degëzohen përsëri. Vërtetë, proceset që çojnë në ndërprerje të zinxhirit konkurrojnë me procesin e degëzimit dhe situata aktuale krijon fenomene kufizuese ose kritike specifike për reaksionet e zinxhirit të degëzuar. Nëse numri i ndërprerjeve të zinxhirit është më i madh se numri i zinxhirëve të rinj që shfaqen, atëherë reaksion zinxhir i vetëqëndrueshëm(SCR) rezulton të jetë e pamundur. Edhe nëse ngacmohet artificialisht duke futur një numër të caktuar grimcash të nevojshme në medium, atëherë, meqenëse numri i zinxhirëve në këtë rast mund të ulet vetëm, procesi që ka filluar shpejt prishet. Nëse numri i zinxhirëve të rinj të formuar tejkalon numrin e thyerjeve, reaksioni zinxhir përhapet shpejt në të gjithë vëllimin e substancës kur shfaqet të paktën një grimcë fillestare.

Zona e gjendjeve të materies me zhvillimin e një reaksioni zinxhir të vetëqëndrueshëm ndahet nga zona ku një reaksion zinxhir është përgjithësisht i pamundur, gjendje kritike. Gjendja kritike karakterizohet nga barazia midis numrit të zinxhirëve të rinj dhe numrit të ndërprerjeve.

Arritja e një gjendjeje kritike përcaktohet nga një sërë faktorësh. Zbërthimi i një bërthame të rëndë ngacmohet nga një neutron dhe si rezultat i ngjarjes së ndarjes, shfaqet më shumë se një neutron (për shembull, për 235 U, numri i neutroneve të prodhuar në një ngjarje të ndarjes është mesatarisht nga 2 deri në 3). Rrjedhimisht, procesi i ndarjes mund të shkaktojë një reaksion zinxhir të degëzuar, bartës të të cilit do të jenë neutronet. Nëse shkalla e humbjeve të neutroneve (kapja pa ndarje, ikja nga vëllimi i reaksionit, etj.) kompenson shpejtësinë e shumëzimit të neutroneve në atë mënyrë që faktori efektiv i shumëzimit të neutronit të jetë saktësisht e barabartë me një, atëherë reaksioni zinxhir vazhdon në një mënyrë stacionare. Futja e reagimeve negative midis faktorit të shumëzimit efektiv dhe shkallës së çlirimit të energjisë bën të mundur zbatimin e një reaksioni zinxhir të kontrolluar, i cili përdoret, për shembull, në inxhinierinë e energjisë bërthamore. Nëse faktori i shumëzimit është më i madh se një, reaksioni zinxhir zhvillohet në mënyrë eksponenciale; reaksioni zinxhir i ndarjes së pakontrolluar i përdorur në

Diagrami skematik i një bombe bërthamore

reaksioni zinxhir i ndarjes

Neutronet dytësore të emetuara gjatë ndarjes bërthamore (2,5 copë për ngjarje të ndarjes) mund të shkaktojnë ngjarje të reja të ndarjes, gjë që bën të mundur kryerjen e një reaksioni zinxhir. Një reaksion zinxhir i ndarjes karakterizohet nga faktori i shumëzimit të neutroneve K, i cili është i barabartë me raportin e numrit të neutroneve në një gjeneratë të caktuar me numrin e tyre në gjeneratën e mëparshme. Kusht i domosdoshëm zhvillimi i një reaksioni zinxhir të ndarjes është . Në vlera më të ulëta, asnjë reagim nuk është i mundur. Kur reaksioni vazhdon në sasi konstante neutronet (fuqia konstante e energjisë së çliruar). Kjo është një përgjigje e vetë-qëndrueshme. Në - reagim i lagur. Faktori i shumëzimit varet nga natyra e materialit të zbërthyeshëm, madhësia dhe forma e zonës aktive. Masa minimale e materialit të zbërthyer që kërkohet për një reaksion zinxhir quhet kritik. Për masën kritike është 9 kg, ndërsa rrezja e topit të uraniumit është 4 cm.

Reaksionet zinxhir janë ose të kontrolluara ose të pakontrolluara. Shpërthimi i një bombe atomike është një shembull i një reagimi të pakontrolluar. Ngarkesa bërthamore e një bombe të tillë është dy ose më shumë pjesë pothuajse të pastra ose. Masa e secilës pjesë është më e vogël se ajo kritike, kështu që një reaksion zinxhir nuk ndodh. Prandaj, që të ndodhë një shpërthim, mjafton që këto pjesë të kombinohen në një pjesë, me një masë më të madhe se ajo kritike. Kjo duhet të bëhet shumë shpejt dhe lidhja e pjesëve duhet të jetë shumë e ngushtë. Përndryshe, ngarkesa bërthamore do të largohet përpara se të ketë kohë për të reaguar. Për lidhjen, përdoret një eksploziv konvencional. Predha shërben si një reflektor neutron dhe, përveç kësaj, mban ngarkesën bërthamore nga spërkatja derisa numri maksimal i bërthamave të lëshojë të gjithë energjinë gjatë ndarjes. reaksion zinxhir në Bombë atomike punon me neutrone të shpejta. Gjatë shpërthimit, vetëm një pjesë e neutroneve të ngarkesës bërthamore ka kohë për të reaguar. Reaksioni zinxhir rezulton në çlirimin e energjisë së madhe. Temperatura që zhvillohet në të njëjtën kohë arrin gradë. Fuqia shkatërruese e bombës së hedhur në Hiroshima nga amerikanët ishte e barabartë me shpërthimin e 20,000 tonëve TNT. Modeli i armës së re është qindra herë më i fuqishëm se i pari. Nëse kësaj i shtojmë edhe atë shpërthim atomik ka një numër të madh të fragmenteve të ndarjes, duke përfshirë ato shumë jetëgjata, do të bëhet e qartë se çfarë rreziku të tmerrshëm paraqet kjo armë për njerëzimin.

Duke ndryshuar faktorin e shumëzimit të neutronit, mund të kryhet një reaksion zinxhir i kontrolluar. Një pajisje në të cilën zhvillohet një reaksion i kontrolluar quhet reaktor bërthamor. Materiali i zbërthyeshëm është uranium natyral ose i pasuruar. Për të parandaluar kapjen me rreze të neutroneve nga bërthamat e uraniumit, blloqe relativisht të vogla të materialit të zbërthyeshëm vendosen në një distancë nga njëri-tjetri dhe boshllëqet mbushen me një substancë që moderon neutronet (moderator). Neutronet ngadalësohen nga shpërndarje elastike. Në këtë rast, energjia e humbur nga grimca e ngadalësuar varet nga raporti i masave të grimcave që përplasen. Sasia maksimale e energjisë humbet nëse grimcat kanë të njëjtën masë. Kjo gjendje plotësohet nga deuteriumi, grafiti dhe beriliumi. Reaktori i parë uranium-grafit u lançua në vitin 1942 në Universitetin e Çikagos nën drejtimin e fizikanit të shquar italian Fermi. Për të shpjeguar parimin e funksionimit të reaktorit, le të shqyrtojmë një skemë tipike të një reaktori termik neutron (Fig. 1).

Fig.1.

Bërthama e reaktorit përmban elementët e karburantit 1 dhe moderatorin 2, i cili ngadalëson neutronet në shpejtësi termike. Elementet e karburantit (shkopinjtë e karburantit) janë blloqe të materialit të zbërthyer të mbyllur në një guaskë hermetike që thith dobët neutronet. Për shkak të energjisë së lëshuar gjatë ndarjes bërthamore, elementët e karburantit nxehen, dhe për këtë arsye, për ftohje, ato vendosen në rrjedhën e ftohësit (3-5 - kanali i ftohësit). Bërthama është e rrethuar nga një reflektor që redukton rrjedhjen e neutronit. Reaksioni zinxhir kontrollohet nga shufra të posaçme kontrolli të bëra nga materiale që thithin fuqishëm neutronet. Parametrat e reaktorit llogariten në atë mënyrë që me shufrat e futura plotësisht, reaksioni sigurisht që nuk vazhdon. Me heqjen graduale të shufrave, faktori i shumëzimit të neutronit rritet dhe, në një pozicion të caktuar, arrin unitet. Në këtë pikë, reaktori fillon të punojë. Ndërsa reaktori funksionon, sasia e materialit të zbërthyer në bërthamë zvogëlohet dhe ai kontaminohet me fragmente të ndarjes, ndër të cilat mund të ketë absorbues të fortë neutron. Për të parandaluar ndalimin e reaksionit, nga zona aktive me ndihmën e pajisje automatike shufrat e kontrollit hiqen gradualisht. Një kontroll i tillë i reagimit është i mundur për shkak të ekzistencës së neutroneve të vonuara të emetuara nga bërthamat e zbërthyera me një vonesë deri në 1 min. Kur karburanti bërthamor digjet, reagimi ndalet. Para fillimit të ardhshëm të reaktorit, karburanti bërthamor i shpenzuar hiqet dhe ngarkohet i ri. Në reaktor ka edhe shufra urgjence, futja e të cilave përfundon menjëherë reagimin. Reaktor bërthamorështë një burim i fuqishëm i rrezatimit depërtues, afërsisht herë më i madh se normat sanitare. Prandaj, çdo reaktor ka një mburojë biologjike - një sistem ekranesh të bërë nga materiale mbrojtëse (për shembull, betoni, plumbi, uji) - i vendosur prapa reflektorit të tij dhe një telekomandë.

Për herë të parë, energjia bërthamore për qëllime paqësore u përdor në BRSS. Në Obninsk në 1954, nën udhëheqjen e Kurchatov, u vu në punë termocentrali i parë bërthamor me një kapacitet prej 5 MW.

Megjithatë, reaktorët termikë të uraniumit mund të zgjidhin problemin e furnizimit me energji elektrike në një shkallë të kufizuar, e cila përcaktohet nga sasia e uraniumit.

Mënyra më premtuese për zhvillimin e energjisë bërthamore është zhvillimi i reaktorëve të shpejtë të neutronit, të ashtuquajturit reaktorë riprodhues. Një reaktor i tillë prodhon më shumë karburant bërthamor sesa konsumon. Reagimi zhvillohet në neutrone të shpejta, prandaj, jo vetëm, por edhe, i cili shndërrohet në, mund të marrë pjesë në të. Kjo e fundit mund të ndahet kimikisht nga. Ky proces quhet riprodhimi i karburantit bërthamor. Në reaktorët e veçantë të rritjes, raporti i riprodhimit të karburantit bërthamor tejkalon një. Bërthama e mbarështuesve është një aliazh i uraniumit të pasuruar në mënyrë izotopike me një metal të rëndë që thith pak neutrone. Reaktorët Breeder nuk kanë një moderator. Kontrolli i reaktorëve të tillë duke lëvizur reflektorin ose duke ndryshuar masën e materialit të zbërthyeshëm.