Порассуждаем о расчетах ядерных реакторов. Эта тема сразу кажется очень сложной, и объяснить ее простым языком не получается. Отчасти, это действительно так, когда расчёт связан с деталями работы установки, но, в целом, базовые вычисления не представляют особых трудностей. Действительно, попробуем представить простейший расчет нейтронного баланса в ядерном реакторе. Энергия в ядерном реакторе выделяется в результате деления ядер под действием нейтронов. При одном делении выделяется примерно 200 МэВ энергии или 3.11*10^-11 Дж (1 Дж = 1 ватт*сек). Если мы говорим, что у нас работает реактор мощностью 1000 МВт электрической мощности (это 1 миллион киловаттных кипятильников), значит тепловая мощность, с учетом КПД преобразования тепловой энергии в электрическую, будет около 3000 МВт. Значит, чтобы получить эту мощность следует произвести в реакторе 3000*10^6 Вт/3.11*10^-11 делений в секунду. Получается почти 10^20делений. Чтобы их произвести, нужно ровно столько нейтронов. В результате каждого деления получается, примерно, 2.3 нейтрона. Таким образом, в одну секунду в реакторе будет образовываться 2.3*10^20 нейронов. Их вес будет равен 2.3*10^20/0.60221 *10^24 = 3,8*10^-3 грамм/сек. (0.60221*10^24 число Авогадро, указывает сколько частиц находится в одном грамм-моле вещества) В течение года реактор работает обычно (7000 часов*3600 сек/час)*3,8*10^-3. Таким образом, за один год в реакторе будет выделено примерно 10 кг нейтронов. Из них часть отправится на деление, примерно, 5.4 кг, чуть больше половины. Все делящиеся изотопы кроме деления еще испытывают и радиационный захват нейтрона. Остальные расходуются следующим образом: менее 5% (менее 500 грамм) просто улетает из реактора, 2 кг поглощается в конструкционных материалах и продуктах деления, 2.1 кг поглощается в сырьевом изотопе, например, U-238, и превращается в плутоний. Расход урана-235 составил в данном случае 5,4 кг нейтронов*235 = 1260 кг U-235, и образовалось 2.1 кг нейтронов*239=510 кг плутония.
