Ядерная реакция — процесс превращения атомных ядер, происходящий при их взаимодействии с элементарными частицами, гамма-квантами и друг с другом, обычно приводящий к выделению колоссального количества энергии. Спонтанные (происходящие без воздействия налетающих частиц) процессы в ядрах — например, радиоактивный распад — обычно не относят к ядерным реакциям. Для осуществления реакции между двумя или несколькими частицами необходимо, чтобы взаимодействующие частицы (ядра) сблизились на расстояние порядка 10^-15 м, то есть характерного радиуса действия ядерных сил. Ядерные реакции могут происходить как с выделением, так и с поглощением энергии. Реакции первого типа, экзотермические, служат основой ядерной энергетики и являются источником энергии звёзд. Реакции, идущие с поглощением энергии (эндотермические) , могут происходить только при условии, что кинетическая энергия сталкивающихся частиц (в системе центра масс) выше определённой величины (порога реакции) .
Цепная ядерная реакция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении. При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны. Например, при каждом делении ядра урана 92U235 в среднем возникает 2,4 нейтрона. Часть этих нейтронов снова может вызвать деление ядер. Такой лавинообразный процесс и называется цепной реакцией.
Условия, необходимые для полного сгорания топлива, включают в себя следующее:
• непрерывный подвод топлива в зону горения;
• непрерывный подвод окислителя (воздуха) в достаточном количестве;
• хорошее перемешивание топлива с окислителем;
• достаточная температура в топке;
• достаточное время пребывания топливовоздушной смеси в топке.
Если хотя бы одно из перечисленных условий не выполняется, в системе появятся продукты неполного сгорания топлива.
При полном сгорании любого топлива с теоретически необходимым количеством воздуха состав продуктов сгорания, об. %, будет следующим:
CO2 + SO2+ H2O + N2 = 100.
При полном сгорании топлива и избытке окислителя (т.е. при а > 1) в продуктах сгорания будет присутствовать также избыточный кислород, об. %:
CO2 + SO2 + H2O + N2 + O2 = 100.
При недостатке окислителя или плохом перемешивании сгорание топлива будет неполным, и в продуктах горения появятся горючие газы — вначале монооксид углерода СО, затем водород Н2 и метан СН4. Таким образом, в общем случае полный состав продуктов горения при сжигании топлива в условиях коэффициента избытка воздуха а < 1 будет следующим, об.%:
CO2 + Н20+ N2 + СО + Н2 + СН4 = 100.
Помимо газообразных компонентов в продуктах горения может быть и сажа.
Цепная ядерная реакция — последовательность единичных ядерных реакций, каждая из которых вызывается частицей, появившейся как продукт реакции на предыдущем шаге последовательности. Примером цепной ядерной реакции является цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов, при которой основное число актов деления инициируется нейтронами, полученными при делении ядер в предыдущем поколении. При делении тяжелых ядер под действием нейтронов возникают новые нейтроны. Например, при каждом делении ядра урана 92U235 в среднем возникает 2,4 нейтрона. Часть этих нейтронов снова может вызвать деление ядер. Такой лавинообразный процесс и называется цепной реакцией.
Условия, необходимые для полного сгорания топлива, включают в себя следующее:
• непрерывный подвод топлива в зону горения;
• непрерывный подвод окислителя (воздуха) в достаточном количестве;
• хорошее перемешивание топлива с окислителем;
• достаточная температура в топке;
• достаточное время пребывания топливовоздушной смеси в топке.
Если хотя бы одно из перечисленных условий не выполняется, в системе появятся продукты неполного сгорания топлива.
При полном сгорании любого топлива с теоретически необходимым количеством воздуха состав продуктов сгорания, об. %, будет следующим:
CO2 + SO2+ H2O + N2 = 100.
При полном сгорании топлива и избытке окислителя (т.е. при а > 1) в продуктах сгорания будет присутствовать также избыточный кислород, об. %:
CO2 + SO2 + H2O + N2 + O2 = 100.
При недостатке окислителя или плохом перемешивании сгорание топлива будет неполным, и в продуктах горения появятся горючие газы — вначале монооксид углерода СО, затем водород Н2 и метан СН4. Таким образом, в общем случае полный состав продуктов горения при сжигании топлива в условиях коэффициента избытка воздуха а < 1 будет следующим, об.%:
CO2 + Н20+ N2 + СО + Н2 + СН4 = 100.
Помимо газообразных компонентов в продуктах горения может быть и сажа.