- •2. Основное условие управляемости ядерного реактора и технические средствп управления.
- •3. Роль трития в ядерном оружии. Цели и физический смысл бустирования ядерного заряда.
- •1.Энергетический эквивалент массы. Энергия связи ядра и энергия связи на нуклон.
- •2. Процессы протекающие при подрыве ядерного взрывного устройства деления. Оценка времени существования надкритического состояния и времени набора поколений.
- •3. Трудности регулирования цепной реакции деления с использованием мгновенных нейтронов.
- •Нейтроны при делении:
- •1. Свойство насыщения ядерных сил и его следствия
- •2. Типы радиоактивного распада. Примеры.
- •3.Состав оружейного плутония. Требования к конструкции и эксплуатационному циклу реактора-наработчика, оценка его производительности по плутонию.
- •1. Зависимость энергии связи на нуклон от массы ядра (кривая Бете-Вайцзекера). Оценка по этой зависимости энерговыделения при делении.
- •2. Преимущества гетерогенной компоновки ядерного реактора.
- •3. Принципы количественной оценки риска создания ядерного оружия различными государствами.
- •1. Полуэмпирическая формула Бете-Вайцзекера для массы ядер. Физический смысл её слагаемых.
- •2. «Урановый путь» создания ядерного оружия, его сравнительные преимущества и недостатки и реализация в ядерных государствах.
- •4 Способа добычи урана:
- •3. Формула 4х сомножителей и ее упрощенние в случае гетерогенного реактора.
- •Общие сведения
- •1. Анализ делимости ядер и возможности достижения цепной ядерной реакции по параметрам потенциальных барьеров.
- •2. Физика эмиссии запаздывающих электронов деления.
- •3. Плутоний – 238, его основные свойства, каналы его образования при облучении урана в реакторе и роль в ядерном оружии.
- •1. Распределение продуктов деления по массам (оценка по капельной модели и эксперимент). Причины расхождения.
- •2. Полоний – бериллиевый нейтронный инициатор. Методы наработки полония. Проблемы обращения с полонием.
- •3. Количественная оценка энерговыделения при делении. Оценка сравнительной энергоёмкости урана и угля
- •1. Основные принципы безопасной эксплуатации реактора
- •2. Основные типы энергетических ядерных реакторов на тепловых нейтронах, их преимущества и недостатки.
- •3. Преимущества и недостатки использования различных делящихся материалов ядерном оружии. Учет этих факторов в проблеме нераспространения.
- •2. Неоптимальное время включения нейтронного инициатора яву. «Проскок» и «хлопок», причины «хлопка».
- •3. Физика эмиссии запаздывающих электронов деления.
- •1. Физика эмиссии мгновенных нейтронов деления. Среднее число нейтронов на деление.
- •2. Системная роль ядерного оружия, его принципиальные отличия от иных вооружений.
- •3. Ксеноновое отравление ядерного топлива и «йодная яма». Самариевое зашлаковывание топлива. Проблемы, связанные с отравлением и зашлаковыванием, и способы их решения.
- •Учёт иодной ямы при проектировании
- •1. Факторы, влияющие на величину критической массы размножающей системы.
- •2. Энергетический выход ядерного взрывного устройства и оптимальное время включения нейтронного инициатора.
- •1. Понятие о ядерной реакции. Сечения взаимодействия, порядок его величины, его единицы.
- •2 Природные и искусственные ядерные материалы
- •3. Плутоний – 240, его свойства, каналы образования и роль в яо.
- •1. Упругое рассеяние и его основные закономерности в предельных случаях. Замедление нейтронов.
- •2. Ядерное оружие стран ‘ядерной пятерки’ (качественный обзор и системное назначение).
- •3. Изотопный состав и физические св-ва реакторного плутония. Оценка возможности использования реакторного плутония в ядерном оружии.
- •1.Эффективный коэффициент размножения нейтронов в однокомпанентной и многокомпанетных средах.
- •2. Временная схема физических процессов в ядерном взрывном устройстве. Роль нейтронного инициирования.
- •3. Назначение и типы замедлителей. Соотношение количества топлива и замедлителя в реакторе на тепловых нейтронах. Основные физические и эксплуатационные характеристики.
- •2. Плутониевый путь создания ядерного оружия и его реализация в различных странах.
- •3.Аэс с водо-водяными энергетическими реакторами (под давлением и кипящими). Физико-технические схемы, сравнительные преимущества и недостатки.
- •1. Основное уравнение радиоактивного распада. Связь между постоянной распада и периодом полураспада. Равновесное количество радиоактивного материала.
- •2. Тепловыделяющие элементы и тепловыделяющие сборки (назначение, устройства, материалы).
- •3. Особенности технологии плутония. Проблемы обращения с плутонием.
- •1. Пороговые и беспороговые реакции ядерного деления. Символьная запись, типичная энергетическая зависимость сечения, примеры.
- •2. Пригодность различных материалов и веществ для использования в качестве ядерного топлива. Причины исключительного значения урана-235 для ядерной энергетики.
- •3. Основные принципы действия и конструкции термоядерного взрывного устройства. Роль радиационного обжатия рентгеновским излучением инициатора ( с количественной оценкой энергии излучения)
- •1. Макроскопические сечения и коэффициент размножения в бесконечной размножающей среде Теория размножающих систем
- •2. Основные ядерно-физические свойства плутония. Физич принцип наработки и имеющиеся запасы оружейного Pu.
- •3. Аэс с канальным водо-графитовым реактором рбмк. Преимущества и недостатки в сравнении с аэс с реактором ввэр.
- •1. Уравнение скорости деления для бесконечной размножающей среды. Физический смысл его основных параметров.
- •2. Время жизни вторичного нейтрона в различных средах с учетом различных факторов( наличие либо отсутствие замедлителя, соотношение между реактивностью и долей запаздывающих нейтронов деления)
- •1. Основные принципы достижения цепного процесса в естественной смеси изотопов урана. Назначение отражателя.
- •2. Ядерное оружие Индии и Пакистана. Особенности ядерных статусов Израиля и кндр. Назначение и роль ядерных испытаний.
- •3. (N,z) карта нуклидов и ее основные области.
- •1. Время жизни вторичного нейтрона в различных средах. Причина необходимости высокого обогащения оружейного делящегося материала по урану-235 и плутонию-239.
- •2. Нейтронно-избыточные и нейтронно-дефицитные ядра. Типичные моды их распада.
- •3. Назначение и состав теплоносителя. Схемы теплосъёма и теплопередачи в реакторах различных типов.
- •Из вики, в принципе не очень важно, кому не надо смело удаляйте Общие сведения
- •1. Пушечная (ствольная) схема ядерного боеприпаса. Основной физический принцип. Инженерное оформление, материал, преимущества и недостатки.
- •3. Реактивность и запас реактивности. Роль запаса реактивности в управлении реактором.
- •1. Причины невозможности создания ядерного взрывного устройства на замедленных нейтронах. «Бомба-реактор» как пример тупиковой технологической ветви.
- •2. Аэс с водо-водяными энергетическими реакторами (под давлением и кипящими). Физико-технические схемы, сравнительные преимущества и недостатки.
- •3. Энергетические условия устойчивости ядер по отношению к α- и β– -распаду.
3. Принципы количественной оценки риска создания ядерного оружия различными государствами.
А- общ мощность страны (0;10]
В- ур-нь разв выс техн. (0;10]
С- кадровое обеспечение проблемы (0;10]
Д-1- легальные рамки сотрудн (0;10]
Д-2- нелегальные (0;10]
G- уровень потенциальных угроз (0;10]
Z-уровень сотрудн с МАГАТЭ (0;10]
L-отношение общественности [-10;10]
K-развитие средств доставки (0;10]
E-уровень развития общих яд технологий (0;10]
W- относительная вероятность создания в стране яд оружия
W= 1/ez *E*G*(10+L)*(A+A(D1+D2))*(B+B(D1+D2))*(C+C(D1+D2))* (K+K(D1+D2))
W= 1/ez *A*B*C*K*E*G*(10+L)*(1+ D1+D2)4
Иран W- 120, Пакистан W- 314, Германия W- 0.01, Индия W-975, Бразилия W- 121
Билет 5
1. Полуэмпирическая формула Бете-Вайцзекера для массы ядер. Физический смысл её слагаемых.
Бете и Вайцзекер: (конец 1930-х), 1ый подход к формуле масс
Висмут-209 – наиболее стабильное ядро наибольшей массы (T полураспада ~ 1018 лет стабилен)
Существует около 265 стаб. Ядер. Существуют числа (протонов, нейтронов) в ядрах, когда те имеют аном. высок. стаб-ть: например, He (слишком велики связи нуклонов);
Для этих ядер (0-16) не существует реакций распада – эти ядра были названы магическими (2,8,20,28,50,82,128 – число p, n, или p и n вместе)
В середине 50-х появляется оболочечная модель ядра. Объяснение магических ядер.
«В природе сущ 3 тяжел радиоакт ядра: U-238, U-235, Th-232»
Ряд U-238 (нуклиды при распаде): радий, родон, полоний и т.д.
Все три этих тяжелых ядра в конце своего распада имеют изотопы Pb (его заряд – магическое число 82)
Уравнение Бете-Вайцзекера описывает массы всех ядер
Первые два члена формулы представляют собой суммы масс свободных протонов и нейтронов. Остальные члены описывают энергию связи ядра
«Лишних» связей всегда много у тех нуклонов, кот ближе к пов-ти. Чем > пов-ть, тем >связей.
А – кол-во нуклонов => площадь пов-ти. Чем > пов-ть, тем < эн-я связей нуклонов.
А1 – объем
А1/3 – радиус
А2/3 – площадь
He: 2p 2n
C12: 6p 6n - Это стаб. ядра. У них одинак. число p и n.
O16: 8p 8n
…….
Смысл протонно-нейтронной симметрии (симметрического члена): если в ядре одинак число p и n, то
Есв > симметрического члена
238U: Z=92, N=146
δ – четно-нечетная поправка
a (r,r)
δ = 0 (nr, rn)
-a (n,n)
μ - оболочечная поправка (магическая поправка; опис с помощью оболочечной модели)
Неделящиеся ядра существуют, потому что в их случае не будет выигрыша по энергии.
2. «Урановый путь» создания ядерного оружия, его сравнительные преимущества и недостатки и реализация в ядерных государствах.
Обогащение урана — физический процесс увеличения соотношения содержания изотопа урана U-235 к U-238. Изотоп U-238, несмотря на радиоактивность, является крайне стабильным изотопом, не способным к самостоятельной цепной ядерной реакции на тепловых нейтронах, в отличие от редкого U-235, интенсивно использующегося в атомной промышленности и для создания ядерного оружия. В настоящий момент U-235 является основным ядерным топливом, без него невозможно получение оружейного плутония, использующегося для создания ядерного и термоядерного оружия. Однако, из-за того, что доля изотопа мала, подготовка ядерного топлива обязательно должна включать стадию обогащения урана.
Обогащение урана осуществляется двумя основными методами разделения изотопов: газодиффузионным методом и методом газового центрифугирования. В России, Великобритании,Германии, Нидерландах и Японии применяется метод центрифугирования, при котором газ UF6 приводится в очень быстрое вращение и из-за разницы в массе молекул происходит разделение изотопов, которые затем переводятся обратно в металл.
Процесс:
1) добыча урановой руды (она богатая если содержит о.1% урана)
2) выделение
3) аффинаж – тонкая хим очистка
4) конверсия (газ. цинтрифуга. газ. Диффузия- технология удаления ненужного урана)
5) обогащение
Бомба на основе урана:
1. относительная технологич простота
2. факт наличия
3. можно не испытывать => легче скрыть
Получение урана = 9/10 пути к бомбе, а получение оружейного плутония = 1/6 пути к бомбе.