В качестве замедлителя употребляют различные вещества. Самые лёгкие ядра – водородные. Но у них есть неприятная «склонность» захватывать не6йтроны. Далее идёт тяжёлый водород: ядра его называются дейтонами, а он сам – дейтерием. Дейтерий не обладает неприятной особенностью своего лёгкого собрата, но очень дорог. Однако его часто применяют. Он входит в состав очень распространённого замедлителя – тяжёлой воды. Чаще всего используют углерод. Обычный графит – ничто иное, как чистый углерод. В виде графита углерод и употребляется в роли замедлителя нейтронов.

Кроме замедлителя нам ещё понадобится так называемый отражатель. Очень много нейтронов будет покидать установку, уходить из урана, так и не разделив его ядра. Надо их задержать. Для этого ещё раз подставим под удары нейтронов ядра замедлителя. Они оттолкнутся от них и могут повернуть назад. Установку, в которой получают энергию деления ядер урана, окружают слоем того же самого замедлителя. Только называется он теперь отражателем. Это название совершенно верно передаёт сущность его работы – он отражает попавшие на него нейтроны. Таким образом, резко повышается мощность всей установки.

Называется такая установка ядерным реактором или атомным котлом.

К известным нам котлам, самым обычным котлам различных предприятий бытового обслуживания и котлам тепловых электростанций, прибавился ещё один собрат – атомный котёл.

Реактор имеет 4 основные части. Во – первых, горючее – уран. Иногда природный уран специально обогащают делящимся изотопом, иногда работают на обычном природном элементе. Но во всех случаях его самым тщательным образом очищают от примесей, которые могут захватывать нейтроны. Уран может быть и в виде стержней, и в любом другом виде. Это зависит от конструкции ядерного реактора.

Затем идёт замедлитель. Чаще всего это графит. Нередко применяется тяжёлая вода. Отражатель обычно тоже состоит из графита, но может быть сделан и из других материалов.

Кроме замедлителя, отражателя и ядерного топлива, в реакторе есть так называемые регулирующие стержни. Это очень важная часть устройства. Они необходимы для контроля за работой котла и для его регулирования. Кроме того, без них нельзя обойтись и при пуске реактора. Состоят они из материалов, хорошо поглощающих нейтроны, - из соединений бора или кадмия.

Реактор работает. Нейтроны исправно делят положенное им число урановых ядер, на смену им выделяются новые нейтроны. Но вот количество нейтронов начало увеличиваться. Сразу же в соответствующие приборы дали об этом знать на пост управления. Стержни немного опустились внутрь реактора и стали более интенсивно поглощать нейтроны. Уровень реакции – число делений в единицу времени – сразу же падает до нужного предела.

Может возникнуть явление обратного порядка. Котёл работает давно, в уране накопилось большое количество примесей, поглощающих нейтроны, Поэтому мощность реактора немного упала. Тогда стержни выдвигают из реактора, поглощение нейтронов уменьшается и мощность соответственно увеличивается.

Так выглядит упрощённая схема работы ядерных реакторов.

Но это простота кажущаяся. Тысячи труднейших задач пришлось решить конструкторам, учёным, инженерам, пока они создали первые ядерные реакторы.

В настоящее время в мире существует пять типов ядерных реакторов. Это реактор ВВЭР (Водо-Водяной Энергетический реактор), РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный), реактор на тяжелой воде, реактор с шаровой засыпкой и газовым контуром, реактор на быстрых нейтронах. У каждого типа реактора есть особенности конструкции, отличающие его от других, хотя, безусловно, отдельные элементы конструкции могут заимствоваться из других типов. ВВЭР строились в основном на территории бывшего СССР и в Восточной Европе, реакторов типа РБМК много в России, странах Западной Европы и Юго-Восточной Азии, реакторы на тяжелой воде в основном строились в Америке. Параметры этих реакторов лучше всего представить в виде таблицы.

На следующих страницах мы поговорим о реакциях синтеза – соединения атомных ядер.