Рис. 20. Схема размножающего реактора на быстрых ней тронах. Цепной процесс идет в центральной части реактора. Во внешних блоках происходит образование искусственного ядерного горючего — плутония239 или урана233
В оболочке нейтроны поглощаются ядрами урана238 или тория232, образуя искусственное ядерное горючее — плутоний239 или уран233.
Центральная часть реактора может состоять из чистого урана235. Однако в этом случае подбор критических условий затруднен. Ничтожное добавление урана может привести к очень быстрому возрастанию коэффициента размножения, и когда он значительно превысит единицу, произойдет атомный взрыв.
Кроме того, при применении чистых расщепляющихся материалов центральная часть реактора будет иметь очень малый объем, в котором выделяется громадное количество тепла. Это затрудняет отвод тепла от реактора. Добавление значительных количеств разбавителя, естественно, облегчает регулировку цепного процесса и работу охлаждающей системы.
Вместо урана235 в центральной части, реактора может использоваться плутоний239 или уран233. При работе на быстрых нейтронах легче всего добиться полного восстановления горючего, применяя плутоний239.
Второй тип размножающего реактора может быть выполнен в виде гетерогенного с замедлителем из тяжелой воды. В этом случае блоки из обогащенного урана располагаются очень близко один к другому. На малых расстояниях между блоками большая часть нейтронов не успевает замедлиться, и много актов деления ядер урана235 производится быстрыми нейтронами. Эти нейтроны, как уже говорилось, слабо поглощаются ядрами урана235,
Наконец, оказалось возможным использовать и мед,- ленные нейтроны в реакторе о восстановлением горючего. Легче всего это сделать,, применяя для цепного процесса уран233. Его ядра сравнительно слабо поглощают (без деления) тепловые нейтроны. Выходящие из активной зоны реактора нейтроны поглощаются в наружной оболочке, состоящей из тория232, где и образуется уран233. Расчеты показывают, что в оболочке такого реактора можно получить «свежего» урана233 не меньше, чем его «выгорает» в центральной части.
Таким образом, размножающие реакторы могут быть осуществлены на быстрых и медленных нейтронах.
Процессы в размножающем реакторе очень чувствительны к различным примесям, загрязняющим уран или замедлитель. Увеличение примесей, естественно, приводит к уменьшению выхода искусственного горючего, так как в них поглощается