Животные у которых строение позвоночника такое же как и у человека
Ученые обнаружили уникальную землеройку, которая может выдержать на себе вес даже самого полного человека. Такая сила и выносливость обеспечивается необычным строением позвоночника этого зверька.
Угандская белозубка-броненоска является едва ли не самым необычным видом среди мелких млекопитающих. Она относится к биологическому роду Scutisorex и до недавнего времени была его единственным видом. Уникальность мелкого насекомоядного состоит в его необычайной выносливости: белозубка способна выдержать на своей спине вес, в тысячу раз превышающий ее собственный.
Этот вид был недавно обнаружен в Демократической Республике Конго, и он является вторым по счету удивительным животным, обладающим уникальным позвоночником. Первое такое животное — угандская белозубка-броненоска (Scutisorex somereni) — было обнаружено в Демократической Республике Конго в 1910-м году
Тогда исследователи заинтересовались чрезвычайно странным строением её позвоночника, необычно толстого, с позвонками, состыковывающимися друг с другом примерно так же, как зубы верхней и нижней челюсти. С учётом массы тела (около 100 г) этот позвоночник оказался самым прочным в мире — по слухам, крупный мужчина мог встать на эту крошечную землеройку, не сломав ей спины.
Впрочем, пробовал ли кто-нибудь проверить это, достоверно неизвестно, как неизвестна и причина появления столь мощной спины, и задачи, которые она выполняет. С точки зрения организма это весьма затратное приобретение, требующее расходов энергии, кальция — и с пока неясной для нас целью.
И вот недавно Райнер Хуттерер и его коллеги из Боннского зоологического музея обнаружили в лесах Конго нового родственника угандской белозубки-броненоски, который получил название Scutisorex thori — очевидно, с намёком на могучего скандинавского бога Тора. Строение черепа и позвоночника этой землеройки показывает, что она стоит на промежуточной ступени эволюции от «обычных» землероек к угандской белозубке-броненоске. Возможно, эта находка, наконец, позволит объяснить загадку «суперсилы» её позвоночника.
Немецкие биологи предположили, что столь мощная спина необходима броненоске и её новому родственнику, чтобы добираться до личинок, прячущихся у мощных оснований пальмовых листьев, или до червей под мощными завалами стволов. Впрочем, пока это лишь гипотезы — а инженеры уже присматриваются к необычному позвоночнику этих землероек: быть может, они позволят создавать искусственные конструкции небывалой прочности.
Большинство млекопитающих, включая и людей, обладают пятью позвонками у основания основных цепей позвоночника, с несколькими костными ответвлениями на каждом из позвонков. Однако Билл Стэнли, зоолог из Полевого музея Чикаго, землеройка угандская белозубка-броненоска имеет от 10-11 позвонков с намного большим количеством соединяющихся между собой костных выступов, придавая ему беспрецедентное преимущество в царстве животных.
«Он настолько силен, что в соответствии с письменными отчетами исследователей фауны Демократической Республики Конго в начале 1900-х годов, после того как человек простоял на спине броненосца в течение пяти минут, животное осталось целым и невредимым», — говорит Стэнли. Впрочем, сам Стэнли не уверен, что эта история является чистейшей правдой, поскольку он не отважился повторить рискованный эксперимент, но, по его убеждению, она очень хорошо отражает репутацию броненосца у местных жителей — племени мангбету. Старейшины говорят, что ношение костей этой землеройки в качестве талисманов оберегает воинов от копья и даже пули. Из этого поверья и происходит местное название землеройки — герой-броненосец.
Однако когда Стэнли произвел вскрытие нового вида землеройки, привезенной ему для идентификации, он был просто потрясен. «У меня просто побежали мурашки по спине», — говорит он. Зоолог сразу понял, что имеет дело с совершенно новым видом землероек-броненосцев, обладающим более совершенным позвоночником по сравнению с образчиком, обнаруженным ранее.
Стэнли отметил, что скелет Тора, как его команда стала называть животное между собой, имеет всего восемь позвонков в нижней части спины, а костные выступы на них имеют меньшие размеры, чем у угандской белозубки-броненоски.
Стэнли с коллегами предположили, что броненосец белозубка Тора является переходной формой в эволюционной истории землероек, чей позвоночник развивался в течение долгого промежутка времени, а не относительно быстро, как предполагали некоторые ученые.
Строение черепа и позвоночника животного говорило о том, что оно является связующим звеном эволюции между белозубкой-броненоской и другими видами мелких насекомоядных, пишут «Вести.Ru».
«Землеройка Тора является прекрасным примером теории прерывистого равновесия. Согласно этой теории, в эволюции животных присутствуют длительные периоды времени, когда виды не претерпевают существенных изменений. Но затем эволюционные изменения происходят очень быстро, и тогда образуются новые виды», – сказал один из авторов исследования Уиллиам Стенли.
Между тем, пока что со стопроцентной уверенностью никто не может сказать, когда землеройки обрели свой мощный позвоночник. Но зачем он им понадобился, биологи уже предположили.
Авторы исследования считают, что землеройки, являясь животными насекомоядными, иногда испытывали трудности в добыче пропитания. Так как насекомые прячут свои личинки в труднодоступных местах, достать их, как правило, непросто. Землеройки использовали свой мощный позвоночник как рычаг, чтобы поднять препятствие на пути к добыче. А если на выносливое животное и упадет что-то тяжелое, к примеру, дерево, то оно все равно выживет.
Позвоночник белозубки-броненоски составляет 4% массы тела, а не 0,5-1,6%, как у других мелких млекопитающих. Кроме того, все её позвонки состоят не только из боковых отростков, но и нижних (вентральных), и верхних (дорсальных). Также поясничный отдел позвоночника имеет 11 позвонков, а не 5, как у других позвоночных. Всё это значительно укрепляет позвоночник и придает ему наибольшую подвижность.
К слову, благодаря уникальному строению скелета белозубка-броненоска способна питаться достаточно длинными беспозвоночными, достигающими пяти сантиметров в длину. В её рацион обычно входят малощетинковые черви, жуки, муравьи, бабочки и другие беспозвоночные. Встретить уникального зверька можно в лесах Демократической Республики Конго, Уганды и Руанды.
[источники]
источники
https://goodnewsanimal.ru/news/strannyj_vid_belozubki_nazvali_v_chest_boga_tora/2013-07-29-3561
https://www.dni.ru/society/2013/7/25/256869.html
https://nat-geo.ru/article/1338-kroshechnyiy-silach/
Вот еще несколько интереснейших животных: знаете у кого «… в носу звезда горит … « ? или вот Опоссумы: 200 млн лет существования. А вот красавец Гигантский муравьед
Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — https://infoglaz.ru/?p=32296
Источник
ÀÝÑ óñòðîåíû ñëîæíî. È âñ¸ æå îáúÿñíèòü, êàê îíè ðàáîòàþò, ìîæíî ïðîñòûì ÿçûêîì. Îñíîâû ðàáîòû àòîìíîé ñòàíöèè î÷åíü ÷àñòî óñêîëüçàþò â ñëîæíûõ îïèñàíèÿõ ïðîöåññîâ. ×èòàòåëü áåç ïîäãîòîâêè òåðÿåòñÿ è åìó î÷åíü ñëîæíî óëîâèòü ñóòü. Äàâàéòå ðàçáèðàòüñÿ.
Àòîìíûé ýíåðãîáëîê ñîñòîèò èç äâóõ îñíîâíûõ ÷àñòåé. Èõ ïðèíÿòî íàçûâàòü ÿäåðíûì è òóðáèííûì îñòðîâàìè.
Òåïëî âûðàáàòûâàåòñÿ â ïåðâîì, ïðåîáðàçîâàíèå òåïëîâîé ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêóþ ïðîèñõîäèò âî âòîðîì. Îáå ÷àñòè î÷åíü ñëîæíû è èìåþò îïðåäåë¸ííûé íàáîð ýëåìåíòîâ, îáùèé äëÿ âñåõ àòîìíûõ ýíåðãîáëîêîâ.
 ñîñòàâ ÿäåðíîãî îñòðîâà âõîäèò ðåàêòîð è âñ¸ îáîðóäîâàíèå, îòâåòñòâåííîå çà ïîëó÷åíèå òåïëà â ðåàêòîðå è ïåðåäà÷ó åãî òóðáèííîìó îñòðîâó. Äàâàéòå ïîäðîáíåå îñòàíîâèìñÿ íà ðåàêòîðå.
Åñëè â êà÷åñòâå îñíîâíîãî äåëÿùåãîñÿ íóêëèäà ðåàêòîð èñïîëüçóåò óðàí-235, òî îí ðàáîòàåò íà ìåäëåííûõ èëè, êàê èíà÷å ãîâîðÿò, íà òåïëîâûõ íåéòðîíàõ. Ïðè ñïîíòàííîì äåëåíèè óðàíà-235 îáðàçóþòñÿ áûñòðî ëåòÿùèå íåéòðîíû, è åìó íåîáõîäèìî èìåòü âåùåñòâî, çàìåäëÿþùåå íåéòðîíû — çàìåäëèòåëü. Ïî÷åìó òàê? Ïîòîìó ÷òî óðàí-235 ãîðàçäî ëåã÷å äåëèòñÿ íåéòðîíàìè íà íèçêèõ ñêîðîñòÿõ. Åñëè íåéòðîí ëåòÿùèé â ÿäðî, áóäåò ñëèøêîì áûñòðûì, òî îí ñ áîëüøåé âåðîÿòíîñòüþ îòñêî÷èò îò ÿäðà è ïîëåòèò äàëüøå, â òî âðåìÿ êàê ìåäëåííûé íåéòðîí ïîãëîòèòñÿ (ïðèëèïíåò ê ÿäðó), óâåëè÷èò ðàññòîÿíèåì ìåæäó ÷àñòÿìè ÿäðà äîñòàòî÷íî, ÷òîáû îñëàáëè î÷åíü ñèëüíûå ÿäåðíûå ñèëû (ñì. Êàïåëüíàÿ ìîäåëü ÿäðà), ýëåêòðè÷åñêèå ñèëû îòòàëêèâàíèÿ èõ ïåðåáîðîëè, â ðåçóëüòàòå îñêîëêè ÿäðà ðàçëåòÿòñÿ â ðàçíûå ñòîðîíû (èç øêîëüíîãî êóðñà ôèçèêè ìû çíàåì, ÷òî çàðÿäû ñ îäèíàêîâûì çíàêîì îòòàëêèâàþòñÿ).
Ñå÷åíèå äåëåíèÿ ýòî âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî ÿäðî ðàçäåëèòñÿ â ðåçóëüòàòå ñòîëêíîâåíèÿ ñ íåéòðîíîì. Ìîæíî óâèäåòü, ÷òî âåðîÿòíîñòü äåëåíèÿ ó óðàíà-235 ïðè î÷åíü íèçêèõ ýíåðãèÿõ íåéòðîíà î÷åíü âûñîêà (îáâåäåíà æ¸ëòûì), â òî âðåìÿ êàê íåéòðîíàìè âûñîêèõ ýíåðãèé îí äåëèòñÿ ñ ìåíüøåé âåðîÿòíîñòüþ (Ïîäðîáíåå ñì. Íåéòðîííûé çàõâàò). Ó óðàíà-238 ñèòóàöèÿ îáðàòíàÿ, äëÿ ýòîãî íóêëèäà âåðîÿòíîñòü äåëåíèÿ íåéòðîíàìè âûñîêèõ ýíåðãèé ãîðàçäî âûøå, ÷åì íåéòðîíàìè íèçêèõ ýíåðãèé, êîòîðûìè îí ïðàêòè÷åñêè íå äåëèòñÿ. Ïðè ìàëåíüêèõ ñêîðîñòÿõ îí ÷àùå çàõâàòûâàåò íåéòðîí è ïîñëå äâóõ áåòà-ðàñïàäîâ ïðåâðàùàåòñÿ â ïëóòîíèé-239.
 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).
Äëÿ çàìåäëåíèÿ íåéòðîíîâ â îñíîâíîì èñïîëüçóþò (ïî ïîðÿäêó ñíèæåíèÿ çàìåäëÿþùèõ ñâîéñòâ):
1) Òÿæ¸ëóþ âîäó (â ýíåðãåòè÷åñêîé îáëàñòè ðàçâèòèå ïîëó÷èëè ðåàêòîðû òèïà CANDU)
2) Ãðàôèò
3) Ëåãêóþ âîäó
Ñïåêòðû íåéòðîíîâ â áûñòðîì è ìåäëåííîì ðåàêòîðàõ
Ìîæíî óâèäåòü, ÷òî â ñïåêòðå íåéòðîíîâ òåïëîâîãî ðåàêòîðà áîëüøàÿ äîëÿ íåéòðîíîâ 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 290330 °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.
Ñìîòðèòå ïðåäûäóùóþ ñòàòüþ îá ðåàêòîðàõ-ýíäåìèêàõ Êàíàäû CANDU:
Ïÿòíè÷íîå ïîçíàâàòåëüíîå. Êàíàäà è CANDU
Источник