Животные которые имеют позвоночник

Нашу планету населяют самые разнообразные птицы, звери, рыбы, лягушки, змеи, крокодилы, которые все вместе образуют одну группу – позвоночные.

Почему животные – позвоночные?

У всех живых позвоночных существ внутри тела имеется костяной или же хрящевой скелет. Потому животные и получили название позвоночные, что основой всего скелета является не что иное, как позвоночный столб, состоящий из костей и черепа. И только у низших форм присутствует своеобразный плотный стержень, именуемый хордой.

Особенности позвоночных заключаются в наличии у них следующих признаков. Внутри позвоночного столба находится спинной мозг, он вместе с головным мозгом, находящемся в черепе, составляет центральную нервную систему. Это свойственно лишь позвоночным животным.

Есть характерные признаки позвоночных животных. Это две пары ног, плавников, лап, крыльев (конечностей), которые иногда могут быть и недоразвитыми. По каким же признакам объединены в группы все животные?

Позвоночные животные и их деление на классы

Очень разные по строению, да и по внешнему виду, позвоночные подразделяются на пять классов: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.

Классы позвоночных животных определены не случайно. Безусловно, все животные очень разнообразны, но они имеют и сходные признаки. При дыхании абсолютно все поглощают кислород, а выдыхают углекислый газ.

Также все они питаются, получая питательные вещества, растут, как все живое, и развиваются. Они реагируют на раздражители окружающей среды. Подобная особенность у большинства животных связана с присутствием нервной системы, а также органов чувств, таких как глаза и уши.

Кроме того, они размножаются, а значит, могут воспроизводить себе подобных. Большинство представителей абсолютно всех классов имеют большое значение в жизни людей.

Надо заметить, что к позвоночным относятся все привычные для нас домашние животные. Это коровы, овцы, лошади, куры, собаки, свиньи, коты и т. д. Да и промысловые дикие звери – это тоже позвоночные: зайцы, лисицы, рыбы, утки и т. д. Есть среди них и вредители: хомяки, суслики, полевки.

Мы видим, насколько разные позвоночные животные.

Рыбы

Окружающие нас реки, пруды, моря и океаны населены рыбами. У них есть свои особенности строения и приспособленность к существованию в водных условиях.

Надо сказать, что рыбы — это водные позвоночные. Большинство из них покрыто чешуей. У них нет постоянной температуры тела, а дышат они всегда только жабрами, которые забирают из воды растворенный кислород и выделяют, соответственно, углекислый газ. Сердце они имеют двухкамерное, но у них только один круг кровообращения.

К органам движения рыб нужно отнести плавники. У других позвоночных это уже будут конечности. Кроме того, есть еще и непарные плавники, которые расположены вдоль тела. Очень развит у них хвост. Интересно, что у рыб есть такой орган чувств, как боковая линия. Еще имеется у большинства представителей этой группы позвоночных животных плавательный пузырь.

Рыбы для человека имеют огромное хозяйственное значение. Кроме очень полезных продуктов питания, из рыб получают жир, который добывается из печени трески. Дорогая и ценная икра берется из осетровых рыб. Много еще ценных продуктов человек получает из рыб, а потому нужно заботиться об охране рыбных запасов и приумножать их.

Во всем мире проводится огромная работа по рыборазведению.

Рыбы мечут достаточное количество икры, однако мальков из нее в природных условиях получается очень мало. Например, у кеты только один процент мальков выходит из всей икры. Поэтому люди вовсю стали использовать искусственное оплодотворение икры, что дает большое количество потомства. Мальки развиваются под наблюдением в искусственных условиях, а потом подросший молодняк выпускают в естественные природные условия обитания. Конечно, наибольшей популярностью обладает разведение осетровых и лососевых рыб.

Пресмыкающиеся

Кто такие пресмыкающиеся животные? Список их достаточно велик и разнообразен. Назван этот класс был так из-за того, что его представители, двигаясь по земле, тащат свое тело, как бы пресмыкаются. Вот отсюда и название.

Какие особи входят в класс пресмыкающиеся животные? Список очень разнообразен:

1. Ящерицы.
2. Змеи.
3. Крокодилы.
4. Черепахи.
5. Динозавры.

Чаще всего мы можем в природе встретить ящерицу. К пресмыкающимся относят и змей, хотя они сильно и отличаются от ящериц, однако имеют сходное внутреннее строение.

Большая часть этого класса полезна для человека. Ящерицы, например, уничтожают вредных насекомых, змеи — грызунов, которые наносят урон посевам.

Однако есть и такие виды, которые сильно вредят. Особенно опасны для человека ядовитые змеи.

В класс пресмыкающихся входят холоднокровные позвоночные животные. Их тела покрыты пластинками. Дышат они атмосферным воздухом, используя легкие. Многие пресмыкающиеся ведут сухопутную жизнь. Но даже те, кто приспособился обитать в воде (крокодилы, черепахи), размножаются таким же образом, как и остальные представители класса, откладывая в песок на суше яйца. А это говорит о том, что их далекие предки все-таки были наземными животными.

Возникновение пресмыкающихся было обусловлено изменениями климата, которые произошли в конце древней эры. Он стал более сухим, что привело к потере многих водоемов, превратившихся в пустыни. Все эти изменения привели к тому, что, пройдя некоторые стадии развития, появились первые пресмыкающиеся.

Вообще, пресмыкающиеся – это первый класс наземных земноводных. Они настолько быстро развивались, что вскоре стали господствовать и отодвинули на второй план земноводных.

Особенно бурно проходили стадии развития пресмыкающихся в средней эре. Именно в тот период динозавры (пресмыкающиеся) имели внушительные размеры. Они обитали как на суше, так и в воздухе, и в воде. Ископаемые остатки их очень интересны, ведь от них в дальнейшем возникли птицы и млекопитающие.

Земноводные

Земноводные приспособились к жизни на суше, приобрели множество особенностей, которые отличают их от рыб. Рассматривая строение позвоночных животных этого класса и их образ жизни, стоит заострить внимание на лягушках и жабах. Они очень полезны для людей, поскольку поедают множество вредных насекомых, а значит, помогают в борьбе с вредителями. Их объединяют в группу бесхвостых земноводных. Такое название они получили из-за отсутствия хвоста. В наших реках и озерах можно встретить и других земноводных, которые относятся к группе хвостатых. Это тритон обыкновенный.

В класс земноводных попали жабы, лягушки, тритоны и других животные — позвоночные, которые уже живут на суше, а не как рыбы — в воде, но их обитание еще очень тесно связано с водой, ведь процесс размножения и развития происходит в ней.

Тело у земноводных покрыто кожным покровом, только очень слизистым. Конечности имеют пять пальцев. Взрослые особи дышат через кожу и легкими, а вот личинки имеют жаберное дыхание. Икринки не имеют никакой защиты, а потому выбрана водная среда для их развития. Позже потомство приобретает жабры, ведь маленькие головастики живут и питаются в воде. Потом в процессе развития появляются легкие и лапки, что дает взрослым особям возможность передвигаться по суше. Жевать земноводные не умеют, они целиком глотают пищу.

К данному классу относится еще одна группа – безногие земноводные (червяги).

Млекопитающие

Позвоночные млекопитающие характеризуются наличием очень важного признака. Детеныши зверей, относящихся к этой группе, вскармливаются молоком. Отсюда и произошло название класса.

Млекопитающих насчитывается огромнейшее число видов. К ним относятся и самые простые животные, и экзотические: корова, собака, волк, лиса, тигр, жираф, лев. Процесс эволюции очень изменил млекопитающих. И на сегодняшний день это самый распространенный вид из всех животных. А все объясняется тем, что представители этого класса способны адаптироваться к самым разным природным условиям. Группы позвоночных животных данного класса проживают на всем земном шаре.

Надо заметить, что млекопитающие по своему строению — наиболее развитые животные. Характерными отличительными приметами млекопитающих являются волосяной покров, теплокровность, четырехкамерное сердце и, конечно же, особое строение головного мозга.

Предками млекопитающих считают древних рептилий. У некоторых современных особей и сейчас имеется поразительное сходство с последними. Главным отличительным признаком млекопитающих и рептилий служит своеобразное строение скелета.

Надо заметить, что млекопитающие имеют более развитый мозг. А некоторые вообще наделены удивительными способностями, как, например, дельфины и приматы. Все представители этого класса передвигаются на конечностях, которые имеют пальцы.

Деление млекопитающих на группы

Вообще, данная группа насчитывает около 4200 видов. Все они весьма разные по внешнему виду и поведению. Одни животные совсем маленькие, можно сказать, даже крохотные, а другие — просто настоящие гиганты. И тем не менее они все прекрасно живут и размножаются, некоторые, правда, находятся на грани исчезновения, но в большей степени по вине деятельности человека.

Вообще, всех млекопитающих, в зависимости от того, как они воспроизводят свое потомство, подразделяют на три группы: плацентарные, сумчатые и клоачные. Надо заметить, что человек относится именно к плацентарной группе. Самые необычные животные – это клоачные. Они для размножения откладывают яйца, а затем их высиживают.

А вот сумчатые воспроизводят детенышей недоразвитыми, а завершают процесс развития в своей сумке. А вот что касается плацентарных зверей, то они рождаются полностью сформированными. Эта группа наиболее обширно представлена.

Птицы

В лесах, на лугах, в больших мегаполисах, на птицефермах, где бы мы ни были в любое время года, мы везде сталкиваемся с птицами. Они имеют для нас очень большое хозяйственное значение. Сколько продуктов питания нам дают только домашние птицы! Сложно представить нашу жизнь без них. А раз птицы представляют такой интерес для человека, то это заставляет заняться их изучением.

Весь класс птиц можно разбить на такие группы: страусовые, типичные птицы, пингвины.

Страусовые в основном обитают в Южной Америке, Австралии, Африке. Птицы данной группы не умеют летать, их крылья не приспособлены для этого, зато они прекрасно бегают и способны развивать скорость до семидесяти километров в час.

К пингвинам относят семнадцать видов. Птицы этого вида достаточно своеобразны. Они отличаются от других представителей данного класса. Все тело у них покрыто жесткими перьями. Передние конечности представляют собой не то крылья, не то ласты. А нижние (задние) конечности имеют перепонки. Передвигаются пингвины на нижних конечностях, помогая себе хвостом.

Питаются такие птицы в море, ведь они отлично плавают. Там они могут добывать себе мелкую рыбку, ракообразных, моллюсков. Двигаются они в море при помощи крыльев-ласт, а ноги являются рулевым устройством.

Хотя пингвины и птицы, но большую часть времени они проводят в воде. Именно поэтому у них присутствует специфическая окраска, как у морских животных. В воде пингвины способны развивать скорость более тридцати километров в час.

Наиболее крупным представителем этой группы является императорский пингвин. Его высота достигает ста двадцати сантиметров, а масса доходит до сорока пяти килограммов. Размножаются императорские пингвины яйцами. При этом, как правило, у них появляется только один птенец.

Типичные птицы

Третья систематическая группа класса птиц – типичные птицы. Тут присутствуют в основном летающие виды. Они прекрасно приспособлены к полету. Распространены такие птицы по всему миру. При этом они мигрируют. А происходит это с наступлением холодного времени года, тогда птицы ищут удобное место для зимовки, а с приходом весны возвращаются обратно, домой. Некоторые представители этой группы остаются на зимовку и никуда не улетают, однако им не всегда удается пережить холода, хоть они и имеют плотное оперение.

Беспозвоночные нашего мира

Как мы уже говорили выше, есть животные позвоночные, а есть и беспозвоночные.

Так вот, беспозвоночные характеризуются более упрощенным строением. К ним можно отнести моллюсков, раков, насекомых, пауков. На данном этапе человечеству известно более одного миллиона различных видов беспозвоночных.

Нужно заметить, что многие из беспозвоночных являются по своей сути паразитами либо позвоночных животных, либо растений. Такие животные распространены достаточно неравномерно по всей земле.

Эти животные крайне важны для биосферы. Отвердевшие остатки древних беспозвоночных, живших в доисторические эпохи, попали в различные геологические породы. Немалое значение они имеют и для людей. Многих из них люди употребляют в пищу, кроме того, их используют в качестве корма для промышленных зверей. А некоторых беспозвоночных люди давно стали использовать в борьбе с вредителями.

В общем-то, позвоночные и беспозвоночные животные осуществляют свои функции в биосфере. Все они важны и для человека.

Сравнительные характеристики позвоночных и беспозвоночных

Если уж говорить о позвоночных и беспозвоночных животных, то следует заметить, что они обладают рядом отличительных признаков.

Итак, позвоночные, как мы говорили, имеют внутренний костный или хрящевой стержень, чего не наблюдается у беспозвоночных. Кроме того, спинной мозг представлен в виде трубки, а головной мозг имеет уже пять отделов. В процессе дыхания позвоночных задействованы жабры, легкие, кожа. Присутствует двухкамерное, трехкамерное или четырехкамерное сердце, а кровеносная система имеет замкнутое строение. Органы чувств располагаются на голове. Питание происходит за счет использования челюстей.

Что касается беспозвоночных, то они, естественно, имеют намного более упрощенное строение. Внутреннего скелета у них нет, да и нервная система имеет узловатый тип, кровеносная система не замкнута. Сердце у беспозвоночных может быть как однокамерным, так и многокамерным. Органы чувств находятся по всему телу.

Вместо послесловия

Все особенности строения позвоночных дают им возможность вести активный образ жизни. То есть позвоночные могут хорошо передвигаться, а это очень важно для поиска пищи. Это, в свою очередь, продвинуло их на передний план в процессе эволюции. Более высокий уровень жизнедеятельности, умение защищаться от врагов обеспечили этим животным возможность расселения по всему миру.

Школьникам разобраться в нюансах строения и жизнедеятельности позвоночных поможет такой предмет, как биология. Позвоночные животные изучаются в восьмом классе. Тема эта помогает разобраться в закономерностях эволюционного процесса, показывая на примере, как живые существа прошли развитие от простейших до высокоорганизованных организмов.

Пройдя множество изменений и преобразований, позвоночные достигли такого уровня развития, который позволяет им вести достаточно активный образ жизни, добывать себе пищу, защищаться от врагов, выращивать потомство.

 áûñòðîì èëè ìåäëåííîì ðåàêòîðå âñåãäà ïðîèñõîäèò íàðàáîòêà ïëóòîíèÿ-239, êîòîðûé àêòèâíî äåëèòñÿ è ÷àñòè÷íî ó÷àñòâóåò â ïðîöåññå âûðàáîòêè òåïëà. Êñòàòè, ïëóòîíèé-239 ëó÷øå äåëèòñÿ òåïëîâûìè íåéòðîíàìè íåæåëè áûñòðûìè, ïîýòîìó ñ îãîâîðêàìè îí ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí â ñîñòàâå ñâåæåãî òîïëèâà íà ìåäëåííûõ ðåàêòîðàõ.

Òàê íàðàáàòûâàåòñÿ ïëóòîíèé-239

Ñîîòíîøåíèå íàðàáîòàííîãî ïëóòîíèÿ ê ïîäåëèâøåìóñÿ íóêëèäó â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè íàçûâàþò êîýôôèöèåíòîì âîñïðîèçâîäñòâà. Ýòî ëîæü, ÷òî ïëóòîíèé ìîæíî ïîëó÷èòü òîëüêî â áûñòðûõ ðåàêòîðàõ, ïðàâäà â òîì, ÷òî â íèõ ìîæíî ïîëó÷èòü åãî áîëüøå, ÷åì áûëî çàãðóæåíî óðàíà-235.  «ìåäëåííûõ» ðåàêòîðàõ êîýôôèöèåíò âîñïðîèçâîäñòâà ñîñòàâëÿåò îêîëî 0,5, òî åñòü íà êàæäûå äâà ïîäåëèâøèõñÿ ÿäðà ìû ïîëó÷àåì îäíî ÿäðî ïëóòîíèÿ-239. Íà áûñòðûõ ðåàêòîðàõ ýòîò ïîêàçàòåëü çà÷àñòóþ áîëüøå åäèíèöû, íà êàæäûå 10 ïîäåëèâøèõñÿ ÿäåð óðàíà-235 ìû ïîëó÷àåì 12 ÿäåð ïëóòîíèÿ-239. Ïîýòîìó ýòè ðåàêòîðû íàçûâàþòñÿ ðàçìíîæèòåëÿìè (èëè áðèäåðàìè, îò àíãëèéñêîãî breed), ïðè âûãðóçêå ìîæíî ïîëó÷èòü áîëüøå äåëÿùåãîñÿ íóêëèäà, ÷åì ïðè çàãðóçêå.

Íåéòðîíû ðîæäàþòñÿ áûñòðûìè, èõ ñêîðîñòü ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà ñîòåí òûñÿ÷ êèëîìåòðîâ â ñåêóíäó, äëÿ óñïåøíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è äåëåíèÿ ÿäðà íåéòðîí äîëæåí çàìåäëèòüñÿ äî äåñÿòêîâ êèëîìåòðîâ â ñåêóíäó. Ìåäëåííûå íåéòðîíû íàçûâàþò òåïëîâûìè, ïîñêîëüêó èõ ïîâåäåíèå îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì ãàçîâîé êèíåòèêè è èõ ýíåðãèþ ìîæíî ñîïîñòàâèòü ñ òåïëîâîé ýíåðãèåé äâèæåíèÿ ìîëåêóë ãàçà. Âîò è ïîÿâëÿåòñÿ ïîíÿòèå «íåéòðîííîãî ãàçà», êîòîðûé, ïî ñóòè, ïðåäñòàâëÿåò èç ñåáÿ ïîëå ñâîáîäíûõ íåéòðîíîâ (ïîëå â ìàòåìàòè÷åñêîì ñìûñëå — ðàñïðåäåëåíèå íåéòðîíîâ ïî ïðîñòðàíñòâó ðåàêòîðà, ïîäðîáíåå çäåñü ãëàâà 8, ñòð. 172-174).

Ñïåêòðû íåéòðîíîâ â áûñòðîì è ìåäëåííîì ðåàêòîðàõ

Ìîæíî óâèäåòü, ÷òî â ñïåêòðå íåéòðîíîâ òåïëîâîãî ðåàêòîðà áîëüøàÿ äîëÿ íåéòðîíî⠖ òåïëîâûå, íî ïîñêîëüêó íåéòðîíû ðîæäàþòñÿ áûñòðûìè, òî â ðåàêòîðå ïðèñóòñòâóåò âåñü ñïåêòð íåéòðîíîâ: êàêèå-òî òîëüêî ïîÿâèëèñü, à êàêèå-òî åù¸ çàìåäëÿþòñÿ.

Íåéòðîíû â ëþáîì ðåàêòîðå ìîãóò áûòü ëþáîé ñêîðîñòè: äàæå â ðåàêòîðå áåç çàìåäëèòåëÿ íåéòðîíû ñî âðåìåíåì áóäóò òåðÿòü ñêîðîñòü, äàæå â òåïëîâîì ðåàêòîðå áóäóò íåéòðîíû, êîòîðûå åùå íå óñïåëè çàìåäëèòüñÿ. Âîïðîñ ëèøü â ïðîöåíòíîì ñîîòíîøåíèè.

Êîëè÷åñòâî íåéòðîíîâ, ðîæäàþùèõñÿ ïðè äåëåíèè, â ñðåäíåì 2 äëÿ óðàíà‑235 è 3 äëÿ ïëóòîíèÿ‑239. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî åñëè êàæäûé íåéòðîí áóäåò ïðèâîäèòü ê äåëåíèþ, ðåàêöèÿ áóäåò óñêîðÿòüñÿ. Òàêîé ïðèíöèï èñïîëüçóåòñÿ â àòîìíîé áîìáå: åñëè ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî íåéòðîíîâ áóäåò ïðèâîäèòü ê äåëåíèþ, ðîñò âûäåëÿåìîé ýíåðãèè áóäåò ýêñïîíåíöèàëüíûì. Îäíàêî íåéòðîíû ìîãóò ïîãëîùàòüñÿ íå ïðèâîäÿ ê äåëåíèþ.

Äëÿ òîãî ÷òîáû ðåàêòîð ìîæíî áûëî êîíòðîëèðîâàòü è ðåãóëèðîâàòü åãî ìîùíîñòü, êîýôôèöèåíò ðàçìíîæåíèÿ (÷èòàé îòíîøåíèå ÷èñëà íîâûõ íåéòðîíîâ ê ÷èñëó íåéòðîíîâ ïðåäûäóùåãî ïîêîëåíèÿ, êîòîðûå ñïðîâîöèðîâàëè èõ ïîÿâëåíèå) äîëæåí áûòü ðàâåí åäèíèöå. Òî åñòü îäèí âëåòåâøèé â ÿäðî íåéòðîí ïðîâîöèðóåò ïîÿâëåíèå ïðè äåëåíèè îäíîãî íîâîãî íåéòðîíà, êîòîðûé âûçîâåò äåëåíèå. Ýòî äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷¸ò ðàçëè÷íûõ óõèùðåíèé.

ßäðî íåëüçÿ çàñòàâèòü èñïóñòèòü îäèí íåéòðîí ïðè äåëåíèè, íî ìîæíî îòîáðàòü ó íåãî ëèøíèå. ×àñòü íåéòðîíîâ ïîêèäàåò àêòèâíóþ çîíó, ÷àñòü íåéòðîíîâ ïîãëîùàåòñÿ áåç äåëåíèÿ, è ýòè ïðîöåññû óïðàâëÿåìû.  çàâèñèìîñòè îò ýòîãî ìåíÿåòñÿ è ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåíò ðàçìíîæåíèÿ íåéòðîíîâ. ×òîáû åãî ñêîððåêòèðîâàòü è ïðèáëèçèòü ê åäèíèöå, âíîñÿò îïðåäåëåííûå èçìåíåíèÿ â âîäó (äîáàâëÿÿ áîð), ïîäíèìàÿ èëè îïóñêàÿ ðåãóëèðóþùèå ñòåðæíè, ëèáî èçìåíåíèÿ âíîñÿòñÿ ñàìè â ñèëó åñòåñòâåííûõ ïðèðîäíûõ ïðîöåññîâ (Ïîäðîáíåå ñì. Êîýôôèöèåíò ðàçìíîæåíèÿ íåéòðîíîâ).

Ïðèìåð:  âîäî-âîäÿíîì ðåàêòîðå îäèí èç ïðèìåðîâ — òåìïåðàòóðà âîäû. Âîäà ñòàëà ãîðÿ÷åå -> ïëîòíîñòü å¸ ñòàëà íèæå -> íåéòðîíû ðåæå ñòàëêèâàþòñÿ ñ ìîëåêóëàìè âîäû -> õóæå çàìåäëÿþòñÿ -> ïðîèñõîäèò ìåíüøå äåëåíèé -> êîýôôèöèåíò ðàçìíîæåíèÿ ïàäàåò, à çíà÷èò è ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò áîëåå âÿëî.

Ïàðàìåòð, êîòîðûé ìåíÿåòñÿ – ýòî ðåàêòèâíîñòü, ρ. Îíà áûâàåò êàê ïîëîæèòåëüíîé, òàê è îòðèöàòåëüíîé.  ïðèìåðå ñ âîäîé â ÂÂÝÐ ðåàêòîð èìååò îòðèöàòåëüíûé òåìïåðàòóðíûé ýôôåêò ðåàêòèâíîñòè, ýòî çíà÷èò, ÷òî ÷åì âûøå òåìïåðàòóðà, òåì áîëüøå ïàäàåò ðåàêòèâíîñòü è íàîáîðîò, ÷åì íèæå òåìïåðàòóðà, òåì ðåàêòèâíîñòü ðàñò¸ò ñèëüíåå.

Íî è ýòî íå âñ¸. Ïðè äåëåíèè îáðàçóþòñÿ îñêîëêè, òî åñòü ÿäðà äðóãèõ ýëåìåíòîâ, êîòîðûå òîæå ìîãóò ïîãëîùàòü íåéòðîíû, èñïóñêàòü ðàçëè÷íûå ÷àñòèöû, ìåøàòü ðàáîòå ðåàêòîðà è âîîáùå ñóùåñòâåííî âëèÿòü íà ìîùíîñòü. Âåäü ÷òî ïîëó÷àåòñÿ, äåëÿùèõñÿ íóêëèäîâ èç-çà ðàñïàäà ñòàíîâèòñÿ âñ¸ ìåíüøå, îñêîëêîâ âñ¸ áîëüøå, à ìîùíîñòü íàäî ïîääåðæèâàòü. Âîò è ïîëó÷àåòñÿ, ÷òî íóæíî ââîäèòü ïîëîæèòåëüíóþ ðåàêòèâíîñòü âî âðåìÿ ðàáîòû ðåàêòîðà, ïîýòîìó íà ñàìîì äåëå êîýôôèöèåíò ðàçìíîæåíèÿ ÷óòü-÷óòü áîëüøå îáîçíà÷åííîé ðàíåå åäèíèöû, íàïðèìåð, 1,0004.

Îñêîëêè äåëåíèÿ, ÷ü¸ ñå÷åíèå ïîãëîùåíèÿ (÷èòàé âåðîÿòíîñòü çàõâàòà íåéòðîíà ÿäðîì) çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàåò ñå÷åíèå ïîãëîùåíèÿ óðàíà-235 íàçûâàþò îòðàâèòåëÿìè èëè ÿäàìè. Äâà ãëàâíûõ îòðàâèòåëÿ â àêòèâíîé çîíå — ýòî êñåíîí-135 è ñàìàðèé-149, îñòàëüíûå îñêîëêè íàçûâàþòñÿ øëàêàìè, âåðîÿòíîñòü òîãî ÷òî íåéòðîí áóäåò çàõâà÷åí øëàêîì íå òàêàÿ áîëüøàÿ, êàê äëÿ êñåíîíà, ñàìàðèÿ è óðàíà, íî ïîñêîëüêó îíà íåíóëåâàÿ, òî âñ¸ áîëüøå íåéòðîíîâ óõîäÿò âíèêóäà.

Êñåíîíîâîå îòðàâëåíèå ðåàêòîðà

Ñòàíäàðòíàÿ êàðòèíêà äëÿ ïîÿñíåíèÿ ïðîöåññà. Êîãäà ìîùíîñòü ñíèæàþò, òî ïîâûøàåòñÿ êîëè÷åñòâî ÿäåð êñåíîíà â àêòèâíîé çîíå (N_Xe) è ïàäàåò ðåàêòèâíîñòü (íèæíèé ãðàôèê). Ýòî è åñòü òà ñàìàÿ éîäíàÿ ÿìà, êîòîðóþ óïîìèíàþò ïðè îáñóæäåíèè ×åðíîáûëüñêîé àâàðèè. Èç-çà áîëüøîé êîíöåíòðàöèè êñåíîíà ìîùíîñòü íåëüçÿ ïîäíèìàòü ñðàçó ïîñëå îñòàíîâêè ðåàêòîðà, èíà÷å êñåíîí áóäåò ïîãëîùàòü î÷åíü ìíîãî íåéòðîíîâ, à êîãäà îí â ðåçóëüòàòå âûãîðèò èëè ðàñïàäåòñÿ, è ìû èçáàâèìñÿ îò êñåíîíîâîé ÿìû, ìîùíîñòü âûðàñòåò ñêà÷êîîáðàçíî. Ïîýòîìó íåëüçÿ ìíîãîêðàòíî, ÷àñòî è ðåçêî ìåíÿòü ìîùíîñòü ðåàêòîðà. Ñ ñàìàðèåì ñèòóàöèÿ àíàëîãè÷íàÿ. Èç-çà ýòèõ ïðîöåññîâ àòîìíûå ñòàíöèè ðàáîòàþò â áàçîâîì ðåæèìå â îòëè÷èè îò ãàçîòóðáèííûõ ÒÝÑ, è èõ ìîùíîñòüþ íåëüçÿ ìàíåâðèðîâàòü â òå÷åíèè äíÿ.

Îñîáåííîñòè è ïàðàìåòðû

Ïîíÿòèéíî ïðîöåññ íå ñëîæíûé, íî ñëîæíà ôèçèêà ïðîöåññà è ñóùåñòâóåò îãðîìíîå êîëè÷åñòâî êîìïîíåíòîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ôîðìèðîâàíèè êîýôôèöèåíòà ðàçìíîæåíèÿ.

 ìåäëåííîì ðåàêòîðå äîëæíû èñïîëüçîâàòüñÿ ìàòåðèàëû, ìàêñèìàëüíî çàìåäëÿþùèå íåéòðîíû. Ïðè ýòîì íóæíî êîíòðîëèðîâàòü óòå÷êó íåéòðîíîâ èç àêòèâíîé çîíû, ÷òîáû íà ñòàíöèè ìîæíî áûëî ðàáîòàòü. Äëÿ ýòîãî íàäî ïîäáèðàòü íóæíîå îáîãàùåíèå òîïëèâà, ïàðàìåòðû òåïëîíîñèòåëåé è êîíñòðóêöèîííûå ìàòåðèàëû, âûäåðæèâàþùèå ñòîëü âûñîêèå íåéòðîííûå íàãðóçêè, íî è ñòîÿùèå ðàçóìíûõ äåíåã. Ê òîìó æå ìåæäó òâýëàìè ðàññòîÿíèå äîëæíî áûòü äîñòàòî÷íî áîëüøèì, ÷òîáû íåéòðîíû óñïåëè çàìåäëèòüñÿ äî äîñòàòî÷íî íèçêèõ ýíåðãèé è ïðîâçàèìîäåéñòâîâàòü ñ òîïëèâîì, íî è äîñòàòî÷íî ìàëûì, ÷òîáû íåéòðîíû íå ïîêèäàëè àêòèâíóþ çîíó äîñòàòî÷íî èíòåíñèâíî è ÷òîáû îíè íå óñïåëè çàõâàòèòüñÿ âíå òîïëèâà. Òàêèì îáðàçîì ñôîðìèðîâàëàñü òðàäèöèîííàÿ àêòèâíàÿ çîíà ðåàêòîðà ñ âîäîé ïîä äàâëåíèåì:

Òîïëèâî â òàáëåòêàõ, ìåæäó òîïëèâîì è îáîëî÷êîé ãåëèé, âî âðåìÿ ýêñïëóàòàöèè òîïëèâî íåèçáåæíî ðàñïóõàåò, ïîñêîëüêó â í¸ì íàêàïëèâàþòñÿ ïðîäóêòû äåëåíèÿ è øëàêè (îñêîëêè, êîòîðûå ïîëüçû íå íåñóò, à òîëüêî ìåøàþò ðàáîòå ðåàêòîðà). Îáîëî÷êà âûïîëíåíà èç öèðêîíèÿ òîëùèíîé â 0,5 ìì, à âîäà â ïåðâîì êîíòóðå íàõîäèòñÿ ïîä äàâëåíèåì îêîëî 160 àòìîñôåð ïðè òåìïåðàòóðå 290–330 °C. Ïðè òàêîì äàâëåíèè âîäà êèïèò ïðè òåìïåðàòóðå 348 °C, ïîýòîìó â ïåðâîì êîíòóðå âîäà âñåãäà îñòà¸òñÿ â æèäêîì ñîñòîÿíèè. Âîäà ïåðâîãî êîíòóðà îòäà¸ò òåïëî â ïàðîãåíåðàòîðå, è å¸ òåìïåðàòóðà ñíèæàåòñÿ ñ 330 äî 290 ãðàäóñîâ, âîçâðàùàåòñÿ â ðåàêòîð è ïðîöåññ ïîâòîðÿåòñÿ.

Òèïè÷íûé äâóõêîíòóðíûé áëîê ÀÝÑ

 êèïÿùèõ ðåàêòîðàõ òèïà ÐÁÌÊ âîäà â ïåðâîì è åäèíñòâåííîì êîíòóðå ïðåâðàùàåòñÿ â ïàð â ðåàêòîðå, íî èç-çà òåìïåðàòóðíûõ îãðàíè÷åíèé äàâëåíèå òàì íå òàê âåëèêî, êàê â ÂÂÝÐ è ñîñòàâëÿåò âñåãî 65 àòìîñôåð ñ òåìïåðàòóðîé 280 °C íà âûõîäå. Ïðè òàêèõ ïàðàìåòðàõ ïàð ÿâëÿåòñÿ âëàæíûì, âëàãà îïàñíà äëÿ ëîïàòîê òóðáèíû (ïðåäñòàâëÿåòå ÷òî ìîãóò ñäåëàòü ìàëåíüêèå êàïëè âîäû íåñóùèåñÿ íà îãðîìíîé ñêîðîñòè â ñòàëüíûå ëîïàòêè òóðáèíû?), ïîýòîìó å¸ îòäåëÿþò â áàðàáàíàõ-ñåïàðàòîðàõ è íà òóðáèíó èä¸ò ñóõîé íàñûùåííûé ïàð. À ïîñëå òóðáèíû âñ¸, êàê è âåçäå, ïàð ïðåâðàùàåòñÿ â âîäó â êîíäåíñàòîðå, âîäà èä¸ò â ðåàêòîð, ãäå ïðåâðàùàåòñÿ â ïàð.

Òèïè÷íûé îäíîêîíòóðíûé áëîê ÀÝÑ

Ïî ñóòè ïðîöåññ â òóðáèííîé ÷àñòè ó îáîèõ ðåàêòîðîâ ñõîæ ïî ïàðàìåòðàì, íî îòëè÷èå â òîì, ÷òî â ÐÁÌÊ ïàð ðàäèîàêòèâåí, â òî æå ñàìîå âðåìÿ ó ÂÂÝÐ âîäà âòîðîãî êîíòóðà íåðàäèîàêòèâíà, à âîäà ïåðâîãî êîíòóðà çíà÷èòåëüíî ðàäèîàêòèâíåå âîäû è ïàðà â ÐÁÌÊ, ïîñêîëüêó âîäà ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì çàìåäëèòåëåì íåéòðîíîâ, ó ÐÁÌÊ çàìåäëèòåëåì ÿâëÿåòñÿ ãðàôèò.

Èç-çà òàêèõ ðàçëè÷èé áëîêè òèïà ÐÁÌÊ èëè BWR òðåáóþò ñîçäàíèÿ çîíû êîíòðîëèðóåìîãî äîñòóïà âî âñåõ ïîìåùåíèÿõ ñòàíöèè, â òî âðåìÿ êàê áëîêè òèïà ÂÂÝÐ è PWR òðåáóþò òùàòåëüíîãî êîíòðîëÿ ïîëó÷àåìîé äîçû òîëüêî â ïîìåùåíèÿõ ðåàêòîðíîãî îñòðîâà. Ïîëó÷àåòñÿ ÷òî íà áëîêàõ ÂÂÝÐ ëþäè, ðàáîòàþùèå ñ òóðáèíîé è ñèäÿùèå çà ïóëüòîì óïðàâëåíèÿ (íàõîäèòñÿ çà ïðåäåëàìè ðåàêòîðíûõ ïîìåùåíèé), íå íóæäàþòñÿ â íîøåíèè ñïåöèàëüíîé îäåæäû, â òî âðåìÿ êàê íà ÐÁÌÊ âñå âñåãäà ïðîõîäÿò ðàäèàöèîííûé êîíòðîëü è íàõîäÿòñÿ â ñìåííîé áåëîé îäåæäå êàê çà áëî÷íûì ïóëüòîì óïðàâëåíèÿ, òàê è â òóðáèííûõ ïîìåùåíèÿõ.

! Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî íè íà îäíîé ïðèíöèïèàëüíîé ñõåìå íåò ïðÿìîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé, òåïëîíîñèòåëü, âçàèìîäåéñòâóþùèé ñ ðåàêòîðîì, âñåãäà íàõîäèòñÿ â çàìêíóòîì çàêðûòîì êîíòóðå íà ëþáîé àòîìíîé ñòàíöèè.

Çíà÷èòåëüíî îòëè÷àþòñÿ áûñòðûå ðåàêòîðû.  íèõ íåäîïóñòèìî èñïîëüçîâàíèå â ìàòåðèàëàõ ðåàêòîðà ìàòåðèàëîâ, çàìåäëÿþùèõ íåéòðîíû, à òåïëîíîñèòåëü íå ìîæåò ñîäåðæàòü ë¸ãêèõ ÿäåð, ïîýòîìó âîäà íå ïîäõîäèò. Âûõîä áûë íàéäåí â âèäå æèäêèõ ìåòàëëîâ. Òàêæå îíè èìåþò ïðåèìóùåñòâî ïåðåä âîäîé, ïîñêîëüêó îáëàäàþò î÷åíü áîëüøîé òåïëîîòäà÷åé. Âûñîêàÿ òåìïåðàòóðà è ïëîòíîñòü òåïëîíîñèòåëÿ ïåðâîãî êîíòóðà ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü ïåðåãðåòûé ïàð âî âòîðîì, ÷òî ïîâûøàåò ýôôåêòèâíîñòü ãåíåðàöèè ýëåêòðè÷åñòâà.

 äàëüíåéøåì ÿ ðàññêàæó î òåïëîâîì öèêëå, ÷òî îí èç ñåáÿ ïðåäñòàâëÿåò è ïî÷åìó ïàð îáÿçàòåëüíî íàäî ïðåâðàùàòü â âîäó â êîíäåíñàòîðå. Ïîãîâîðèì î òîì, ÷òî èç ñåáÿ ïðåäñòàâëÿåò ïàðîãåíåðàòîð è óçíàåì, ïî÷åìó íåëüçÿ ïðîñòî âçÿòü è ñäåëàòü ðåàêòîð íà ïëóòîíèåâîì è òîðèåâîì òîïëèâå.