Тактильная чувствительность 65 страница

ТЕПЛОВОЙ ВАКУУММЕТР, см. в ст. Вакуумметрия.

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, двигатель, в к-ром тепловая энергия преобразуется в механич. работу. Т. д. составляют наибольшую группу среди первичных двигателей и используют природные энергетич. ресурсы в виде химического или ядерного топлива. В основе работы Т. д. лежит замкнутый (или условно замкнутый ) термодинамич. цикл (см. Цикл двигателя). Эффективность работы идеального Т. д. определяется термодинамич. кпд (см. Круговой процесс). Работа реального Т. д., имеющего дополнит, потери, напр, на трение, вихреобразование, тепловые потери, оценивается т. н. эффективным кпд, т. е. отношением механич. работы на выходном валу Т. д. к подведённой тепловой энергии. Эффективный кпд Т. д. колеблется в пределах 0, 1-0, 6. По типу машин, осуществляющих рабочие термодинамич. процессы, Т. д. подразделяются на поршневые двигатели (см. Поршневая машина), роторные двигатели и реактивные двигатели. Возможны комбинации этих типов Т. д., напр. турбореактивный двигатель, Ванкеля двигатель. По способу подвода теплоты для нагрева рабочего тела Т. д. подразделяются на двигатели внутреннего сгорания, в к-рых процессы сгорания топлива и преобразования теплоты в механич. работу происходят в одних и тех же рабочих полостях (цилиндрах ) Т. д., и двигатели внешнего сгорания, в к-рых рабочее тело получается (или нагревается ) вне самого Т. д. в спец. устройствах (см., напр., Стирлинга двигатель, Паровая машина). о. H. Емин.

ТЕПЛОВОЙ КОМФОРТ, комфортное тепловое состояние, функциональное состояние организма человека, характеризующееся определённым содержанием и распределением теплоты в поверхностных и глубоких тканях тела при минимальном напряжении аппарата терморегуляции. Субъективно такое состояние оценивается как наиболее предпочитаемое. Объективно оно характеризуется постоянством температуры тела, минимальной активностью потовых желез (неощутимое потоотделение 40-60 г/ч), небольшими периодич. колебаниями темп-ры конечностей, особенно кистей и стоп (в диапазоне 30-31 °С ) при почти неизменном уровне темп-ры кожи в области туловища (ок. 33 °С ), относит, постоянством средней темп-ры кожи (32-33 °С ), оптимальным уровнем функционирования сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной и др. физиол. систем организма, а также наивысшим уровнем умственной работоспособности. Т. к. наблюдается у человека, находящегося в состоянии мышечного покоя при теплопродукции ок. 80 ккал/ч (1 кк ал = 4, 19 кдж) или при лёгкой работе с теплопродукцией, не превышающей 150 кк ал /ч (канцелярский труд, работа инженера, оператора, науч. сотрудника и т. п. ), при известном сочетании параметров микроклимата -температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения. Нормативы микроклимата для жилых и общественных зданий, обеспечивающие Т. к., разрабатываются дифференцирование, применительно к разным климатическим зонам, сезонам года и возрастным группам. У большинства взрослых практически здоровых людей, постоянно проживающих в умеренной климатической зоне и одетых в обычную комнатную одежду, Т. к. наблюдается зимой при темп-ре воздуха 18-22 °С, летом 23-25 °С, при разнице темп-р воздуха и ограждений не более 3 °С, относительной влажности 30-60%, скорости движения воздуха 0, 05-0, 15 м/сек (зимой ) и 0, 2-0, 4 м/сек (летом ). Зоне комфорта обнажённого человека соответствует темп-pa воздуха 28-30 °С. Под влиянием ряда факторов (физич. работа, акклиматизация к теплу или холоду, нек-рые патологич. состояния ) зона Т. к. несколько изменяется. Тренировка и закаливание организма путём применения воздушных ванн и водных процедур с постепенным снижением темп-ры раздражителя, а также динамического микроклиматич. воздействия, понижая нижнюю границу, расширяют зону Т. к., чем повышают сопротивляемость организма к простудным факторам. В ночное время рекомендуется умеренное понижение темп-ры вдыхаемого воздуха на 1-2 °С при хорошей теплоизоляции тела, что способствует глубине сна. У детей в первые годы жизни, особенно у новорождённых, и у пожилых людей из-за функциональной недостаточности аппарата терморегуляции зона комфортного микроклимата сужается. Индивидуальные различия границ зоны Т. к. зависят от особенностей основного обмена, акклиматизации, развития подкожного жирового слоя, привычки к ношению одежды с той или иной теплоизоляцией и т. п.

Лит-: Слон им А. Д., Воронин H. М., Влияние на организм климата как средства профилактики и курортного лечения, в кн.: Основы курортологии, ч. 1, М., 1959, с. 20-59; Г о р о м о с о в М. С., Микроклимат жилищ и его гигиеническое нормирование, М.. 1963; Руководство по коммунальной гигиене, т. 3. М., 1963, с. 203-51; К а н д р о р И. С., Демина Д. М., Р а т н е р Е. М.., Физиологические принципы санитарно-климатического районирования территории СССР, М., 1974. Е- М. Ратнер.

ТЕПЛОВОЙ НАСОС, устройство для переноса тепловой энергии от теплоотдатчика с низкой темп-рой (чаще всего -окружающей среды ) к теплоприёмнику с высокой темп-рой. Для работы Т. н. необходима затрата внеш. энергии (напр., механич., электрич., химич. ). Процессы, происходящие в Т. н., подобны процессам, осуществляемым рабочим телом в холодильной машине, с той разницей, что назначение холодильной машины -производство холода, а Т. н.- производство теплоты (см. Холодильные циклы). Рабочим телом в Т. н. обычно является жидкость с низкой темп-рой кипения (напр., фреон, аммиак ). Теплоприёмник Т. н. получает, кроме теплоты, эквивалентной совершаемой внеш. работе, теплоту, перенесённую от теплоотдатчика, напр, речной воды; следовательно, коэфф. преобразования энергии в Т. н. всегда больше единицы и такой процесс более выгоден, чем непосредств. превращение электрич., механич. или химич. энергии в теплоту. Однако условия развития энергетики, заключающиеся в совместной выработке теплоты и электроэнергии, ограничивают использование Т. н., к-рый применяется только в тех случаях, когда др. виды теплоснабжения затруднены (например, при удалённости объекта от ТЭЦ ). Иногда Т. н. применяется для отопления в районах с жарким климатом, т. к. в летний период эта же установка охлаждает подаваемый в здание воздух. Т. н. получил широкое распространение во время 2-й мировой войны 1939-45 в связи с топливными затруднениями, особенно в странах, где имеется в избытке дешёвая электрическая энергия гидростанций (например, в Швейцарии, Швеции, Норвегии и др. ). В. С. Бунин.

ТЕПЛОВОЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ, слой теплоносителя (жидкости или газа ) между его осн. потоком и поверхностью теплообмена; в этом слое темп-pa теплоносителя меняется от темп-ры стенки до темп-ры потока. См. Пограничный слой.

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, количество теплоты, переданное через изотермическую поверхность в единицу времени. Размерность Т. п. совпадает с размерностью мощности. Т. п. измеряется в ваттах или ккал/ч (1 в т = 0, 86 ккал/ч). Т. п., отнесённый к единице изотермич. поверхности, наз. плотностью Т. п., удельным Т. п. или тепловой нагрузкой; обозначается обычно q, измеряется в вт/м² или к кал /(м ²'Ч ). Плотность Т. п.- вектор, любая компонента к-рого численно равна количеству теплоты, передаваемой в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению взятой компоненты.

ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС, термодинамический процесс, изменение состояния физ. системы (рабочего тела) в результате теплообмена и совершения работы. Если Т. п. протекает настолько медленно, что в каждый момент рабочее тело будет находиться в равновесии термодинамическом, то он является равновесным, в противном случае Т. п.- неравновесный процесс. Если Т. п. можно провести в обратном направлении через ту же последовательность промежуточных состояний, то он наз. обратимым процессом (такой Т. п. должен быть равновесным ). Все реальные Т. п.- необратимые процессы, поскольку они осуществляются с конечными скоростями, при конечных разностях темп-р между источником теплоты и рабочим телом и сопровождаются трением и потерями теплоты в окружающую среду. Т. п. могут происходить при постоянных давлении (изобарный процесс), температуре (изотермический процесс), объёме (изохорный процесс). Т. п., протекающий без теплообмена с окружающей средой, наз. адиабатным процессом; при обратимом адиабатном процессе энтропия системы остаётся постоянной, т. е. процесс изоэнтропийный. Необратимый адиабатный процесс сопровождается увеличением энтропии. Т. п., при к-ром остаётся постоянной энтальпия (теплосодержание ) системы, - изоэнтальпийный процесс. Круговые процессы, при осуществлении к-рых производятся работа, теплота или холод, в технике наз. циклами (см. Карно цикл, Ранкина цикл, Холодильные циклы, Цикл двигателя).И. H. Розенгауз.

Графическое изображение тепловых процессов на диаграмме р - V (давление - объём): 1 - изобара; 2 - изотерма; 3 -адиабата; 4 -изохора.

ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ, теплорас пределительный пункт, комплекс установок, предназначенных для распределения тепла, поступающего из тепловой сети, между потребителями в соответствии с установленными для них видом и параметрами теплоносителя.

Т. п. оборудуется приборами регулирования и учёта расхода тепла. В Т. п., обслуживающем потребителей пара, обычно размещаются редукционно-охладительные установки, снижающие давление и темп-ру пара до требуемых значений, и установки для сбора и возврата конденсата в источник теплоснабжения. В Т. п., распределяющем горячую воду, расходуемую на коммунально-бытовые нужды, обычно устанавливается смесит, устройство, к-рое снижает темп-ру поступающей из тепловой сети воды до значения, предусмотренного, напр., в системе отопления. В СССР наибольшее распространение в качестве смесит, устройств получили водоструйные элеваторы (эжекторы); применяются также центробежные насосы смешения. Т. п. независимых систем теплоснабжения оборудуются водо-водяными подогревателями отопления. При закрытых системах в Т. п. устанавливаются водо-водяные подогреватели горячего водоснабжения, чаще всего двухступенчатые, позволяющие сократить расход воды в тепловой сети. При открытых системах в оборудовании Т. п. обычно предусматриваются клапаны для смешения воды, поступающей на горячее водоснабжение из подающей и обратной линий тепловой сети, и автоматич. поддержания заданной темп-ры смешанной воды.

Различают индивидуальные Т. п. (ИТП), обслуживающие одно здание (или его часть) и располагаемые обычно в его подвале, и групповые Т. п., обслуживающие группу зданий и размещаемые, как правило, в отд. сооружениях. При закрытых системах теплоснабжения групповые Т. п. наз. центральными (ЦТП). В них устанавливают подогреватели (теплообменники) и циркуляционные насосы для горячего водоснабжения, поддерживающие нужную темп-ру и напор воды у водоразборных точек. При необходимости в ЦТП размещаются насосы холодного водоснабжения, пожарные насосы и др. инж. оборудование микрорайона.

Лит. см. при ст. Теплоснабжение.H. М. Зингер.

ТЕПЛОВОЙ РЕАКТОР, ядерный реактор, в к-ром подавляющее число делений ядер делящегося вещества происходит при взаимодействии их с тепловыми нейтронами.

Для замедления нейтронов до тепловых энергий (ср. энергия нейтронов деления составляет ок. 2 Мэв) в активной зоне реактора размещают замедлитель - вещество, содержащее лёгкие ядра и слабо поглощающее нейтроны. В качестве замедлителей могут быть использованы водород (протий и дейтерий ), бериллий, углерод или их соединения - обычная и тяжёлая вода, углеводороды, окись бериллия. Чаще всего замедлителем в Т. р. служит вода или графит.

В качестве ядерного топлива в Т. р. используют делящиеся изотопы урана и плутония (²³³U, ²³⁵U, ²³⁹Pu, ²⁴¹Ри ), к-рые обладают большими сечениями захвата нейтронов малых энергий. Это даёт возможность создания Т. р. с относительно малой критической массой и, следовательно, относительно малым количеством загружаемого делящегося вещества. Осн. вид ядерного топлива, используемого в Т. р., - природный уран или уран, несколько обогащённый ^ изотопом ²³³U. В процессе деления ²³³U освобождается ~2, 5 нейтрона на ядро; при этом в среднем 1 нейтрон расходуется на поддержание ядерной реакции, а часть оставшихся (до 0, 9 нейтрона) взаимодействует с содержащимся в топливе ²³⁸и (наз. иногда сырьевым материалом), образуя вторичное ядерное топливо - ²³⁹Ри. Доля нейтронов, взаимодействующих с сырьевым материалом, определяется выбором замедлителя и количеством самого сырьевого материала в активной зоне. В Т. р. с уран-ториевым циклом (ядерное топливо - ²³³U, сырьевой материал - ²³²Th, см. Ториевый реактор) число таких нейтронов может превосходить число разделившихся ядер в 1, 05-1, 1 раза, что даёт возможность осуществлять расширенное воспроизводство ядерного топлива.

Регулирование работы Т. р. (при необходимости ослабить или усилить интенсивность процесса деления) обычно осуществляется регулирующим стержнем реактора (в активную зону вводят или из неё выводят вещества, интенсивно поглощающие нейтроны). Хорошие поглотители - кадмий, бор, редкоземельные элементы. Чаще всего используют соединения бора (напр., карбид бора) или бористую сталь; в водо-водяных реакторах частичное регулирование производят изменением концентрации борсодержащих веществ (напр., борной кислоты) в теплоносителе (воде). Характеризуют рабочее состояние Т. р. так называемым эффективным коэфф. размножения К_э -отношением числа поглощённых в реакторе нейтронов одного поколения к числу поглощённых нейтронов предыдущего поколения. При К₃ = 1 реактор находится в критич. стационарном состоянии, при К_э> 1 мощность реактора растёт, при К_э< 1 -падает.

В качестве теплоносителя, отводящего из реактора тепло, к-рое выделяется в процессе деления, используют жидкости и газы, слабо поглощающие нейтроны и способные осуществлять эффективный теплообмен (обычную и тяжёлую воду, органич. жидкости, двуокись углерода, гелий ). В отд. случаях применяют жидкие металлы и соли. Вода и органич. жидкости обычно выполняют в Т. р. функции замедлителя и теплоносителя одновременно.

В качестве конструкционных материалов активной зоны Т. р. используют А1 (при t =200-250 °С ), Zr (250< t< 400 °C) и сталь (t> 400 °С). А1 и Zr сравнительно мало влияют на интенсивность поглощения нейтронов в реакторе; сталь же обладает большим сечением поглощения нейтронов, поэтому в соответствующих Т. р. необходимо использовать обогащённое топливо.

В совр. (сер. 70-х гг.) ядерной технике Т. р. являются осн. видом реакторов и находят самое разнообразное применение. Т. р. используют для производства электроэнергии, опреснения воды, получения искусств, делящихся веществ и радиоактивных изотопов, при технич. испытаниях материалов и конструкций, изучении физич. процессов и явлений и т. д.

Лит. см. при ст. Ядерный реактор.С. А. Скворцов.

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ, изменение теплового состояния почвы во времени. Гл. источник тепла, поступающего в почву, - солнечная радиация. Тепловое состояние почвы определяется теплообменом в системе: приземный слой воздуха - растение - почва - горная порода. Тепловая энергия почвы принимает участие в фазовых переходах почвенной влаги, выделяясь при льдообразовании и конденсации почвенной влаги и расходуясь при таянии льда и испарении. Поступление солнечной радиации на поверхность почвы ослабляется растительностью, а охлаждение почвы зимой -снежным покровом. Скорость и направление теплового потока определяются направлением и величиной градиентов темп-р и теплоёмкостью, теплопроводностью и температуропроводностью почвы. Численное значение названных свойств (эффективная величина ) зависит от влажности, плотности сложения, гранулометрич. (механич. ), минералогич., химич. состава почвы. Т. р. п. обладает вековой, многолетней, годовой и суточной цикличностью, сопряжённой со сменой режимов инсоляции и излучения. В среднем многолетнем выражении годовой баланс тепла данной почвы равен нулю, а среднегодовая темп-pa одинакова во всём её профиле. Суточные колебания темп-ры почвы охватывают толщу почвы мощностью от 20 с м до 1 м, годовые -до 10-20 м. Т. р. п. формируется гл. обр. под воздействием климатич. условий, но имеет и свою специфику, связанную с теплофизич. состоянием как самой почвы, так и подстилающих её пород; особое воздействие на Т. р. п. оказывают многолетнемёрзлые породы. Т. р. п. оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растительности. Важный показатель теплообеспеченности растений почвенным теплом - сумма активных темп-р почвы на глубине пахотного слоя (0, 2 м). Для регулирования Т. р. п. применяют тепловые мелиорации (гребневание, прикатывание, рыхление, густота посева, затенение, плёночные покрытия, мульчирование, искусственный обогрев и пр. ). См. также Тепловой баланс Земли.

Лит.: Шульгин А. М., Температурный режим почвы, Л., 1957; Д и м о В. H., Тепловой режим почв СССР, М., 1972. В. H. Димо.

ТЕПЛОВОЙ УДАР в технике, то же, что термический удар.

ТЕПЛОВОЙ УДАР, тепловая лихорадка, острое заболевание человека и животных, обусловленное расстройствами терморегуляции при длительном воздействии на организм высокой темп-ры внеш. среды. У человека может развиться при работе в горячем цеху (напр., у литейщиков, сталеваров ), на открытом воздухе в районах с жарким климатом, во время длит, перехода в жаркое время дня и т. д. Возникновению Т. у. способствуют нарушения теплообмена при сердечно-сосудистых заболеваниях, болезнях щитовидной железы, ожирении, обезвоживании (понос, рвота ). Т. у. легко возникает у детей до года в связи с несовершенной теплорегуляцией. Различают лёгкую, среднюю и тяжёлую формы Т. у. При лёгкой форме отмечаются слабость, головная боль, тошнота, учащение пульса. Резкая слабость, состояние оглушённости, обморок, рвота, повышение темп-ры тела до 39-40 °С свидетельствуют о Т. у. средней тяжести. При продолжающемся воздействии температурного фактора внезапно развивается тяжёлая форма поражения с потерей сознания, судорогами, учащённым, поверхностным дыханием, ослаблением кровообращения, повышением темп-ры тела до 41-42 °С. Возможен смертельный исход.

Первая помощь - вынос пострадавшего из жаркого помещения, холодные обтирания, питьё холодной воды (при сохранённом сознании ); при тяжёлом Т. у. пострадавший должен лежать на боку, чтобы не было вдыхания рвотных масс; при необходимости применяют закрытый сердца массаж, искусств, дыхание способом изо рта в рот или изо рта в нос; реанимация в стационаре включает общую гипотермию, предупреждение осложнений (отёка мозга и лёгких ). Профилактика: предварит, и периодич. мед. осмотры лиц, работающих в условиях высокой темп-ры; соблюдение сан.-гигиенич. требований к условиям труда в горячих цехах, к одежде и к организации длит, переходов в жаркий период. См. также Солнечный удар.

Лит.: Руководство по гигиене труда, т. 1, М., 1965; Руководство по тропическим болезням, 3 изд., М., 1974.

У животных Т. у. возникает при длит, пребывании в помещениях с высокой темп-рой, скученном содержании и плохой вентиляции, транспортировке или перегонах, работе в жаркое время дня. Проявляется угнетением (вначале возможно возбуждение ), потением, одышкой, частым пульсом, повышением темп-ры тела, шаткостью движений, иногда судорогами. Лечение: больных животных помещают в прохладное помещение или затенённое место; на область головы применяют холод, вводят сердечные средства, при признаках отёка лёгких делают кровопускание. Профилактика: соблюдение правил содержания, транспортировки и эксплуатации животных.

ТЕПЛОВОЙ ЦЕНТР, центр терморегуляции, совокупность специфич. нервных клеток, сосредоточенных в преоптической области переднего и в ядрах заднего гипоталамуса; обеспечивает терморегуляцию у теплокровных животных и человека. Гипоталамич. Т. ц., к к-рому поступают импульсы от тепловых или холодовых терморецепторов, координирует процессы, обусловливающие сохранение температуры тела на постоянном уровне. Одни нейроны Т. ц., наз. " термодетекторами", обладают высокой собственной температурной чувствительностью и посылают больше импульсов к другим, когда темп-pa крови, поступающей в гипоталамус, оказывается выше нормальной, и меньше - когда ниже. Др. нервные клетки, наз. " интегрирующими", не обладают высокой собственной температурной чувствительностью, но воспринимают через синапсы температурные сигналы от " термодетекторов" гипоталамуса и нек-рых др. отделов центр, нервной системы (зрительные бугры, средний мозг, спинной мозг и др. ), а также от терморецепторов кожи. " Интегрирующие" нейроны суммируют температурные раздражения от различных точек тела и посылают импульсы к эффекторным органам системы терморегуляции (кожным сосудам, потовым и эндокринным железам, мышцам и др. ). На функцию Т. ц. влияют высшие отделы центр, нервной системы и, в частности, кора больших полушарий головного моага. Разрушение Т. ц. ведёт к резкому нарушению терморегуляции, к-рое, однако, через определённое время частично восстанавливается. Это объясняется тем, что и в др. отделах центр, нервной системы имеются термочувствит. нервные клетки. См. также Теплоотдача, Теплопродукция.

Лит.: Веселкин П. H., Лихорадка, М., 1963; И в а н о в К. П., Биоэнергетика и температурный гомеостазис, Л., 1972. К. П. Иванов.

ТЕПЛОВОЙ ЭКВИВАЛЕНТ РАБОТЫ, количество теплоты, энергетически эквивалентное единице работы, если за счёт совершения работы увеличивается внутренняя энергия физ. системы. Понятие Т. э. р. применяют в тех случаях, когда работа и количество теплоты измеряются в разных единицах. Значение Т. э. р. обратно значению механического эквивалента теплоты и равно 0, 239 кал/дж.

ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ, алгебраическая сумма теплоты, поглощённой при данной реакции химической, и совершённой внешней работы за вычетом работы против внешнего давления. Если при реакции теплота выделяется или работа совершается системой, то соответствующие величины входят в сумму со знаком минус. При постоянных температуре и объёме Т. э. р. равен изменению внутренней энергии реагентов ДГ7, а при постоянных температуре и давлении -изменению энтальпии ДН. Т. э. р. выражается обычно в кдж или ккал и определяется тем кол-вом молей реагентов, к-рое соответствует стехиометрии реакции. Для отд. типов хим. реакций вместо Т. э. р. используют специальные (сокращённые) термины: теплота образования, теплота сгорания и т. п.

Т. э. р. зависит от темп-ры и давления (или объёма); зависимость от темп-ры выражается Кирхгофа уравнением. Для сравнения Т. э. р. и упрощения термодинамич. расчётов все величины Т. э. р. относят к стандартным условиям (все реактанты находятся в стандартных состояниях). Данные по Т. э. р. получают непосредственно (см. Калориметрия) либо при изучении равновесия химического при различных темп-pax, а также путём расчёта, напр, по теплотам образования всех реагентов. При отсутствии исходных данных они могут быть оценены с помощью приближённых методов вычисления, основанных на закономерных связях между теплотами образования (теплотами сгорания) и хим. составом веществ. Т. э. р. важны для теоретич. химии и необходимы при расчётах равновесных составов смесей, выхода продуктов реакций, удельной тяги топлив реактивных двигателей и для решения мн. других прикладных задач (см. Термодинамика химическая).

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ядерного реактора (ТВЭЛ), один из осн. конструктивных узлов реактора, содержащий ядерное топливо; размещается в активной зоне реактора. В Т. э. протекает ядерная реакция деления топлива, в результате к-рой выделяется тепло, передаваемое теплоносителю. Т. э. состоит из сердечника и герметизирующей оболочки.

Сердечник Т. э., кроме делящегося вещества (напр., ²³³U, ²³⁵U, ²³⁹Pu), может содержать " сырьевое" вещество, обеспечивающее воспроизводство ядерного топлива (²³⁸U, ²³²Th). Материал для сердечника может быть получен в виде металла, металлокерамики или керамики. Металлич. сердечники изготовляют из чистых урана, тория или плутония или из их сплавов с др. металлами (напр., с Al, Zr, Cr, Zn). Металлокерамич. сердечники получают, напр., из U и А1 путём прессования смесей их порошков (опилок, гранул). Керамич. сердечники представляют собой спечённые или сплавленные окислы или карбиды (напр., UO_2l ThC₂). Металлокерамич. и керамич. сердечники, а также сердечники из сплавов наиболее полно отвечают предъявляемым к материалу сердечника высоким требованиям по механич. прочности, а также по неизменности физич. свойств и геометрич. размеров в условиях высоких темп-р и интенсивного нейтронного и у-излучения. Поскольку, однако, в такого рода сердечниках существ, объём занимает наполнитель (вещество, атомы к-рого не участвуют в процессе деления и воспроизводства ядерного топлива ), то в них используется ядерное топливо с повышенным обогащением (напр., с содержанием ^23SU до 10% и более ). Наполнитель, как правило, обладает небольшим сечением поглощения нейтронов, но иногда в материал сердечника включают небольшие добавки металлов, интенсивно поглощающих нейтроны (напр., Мо ), если это приводит к повышению стойкости сердечника по отношению к тепловым и радиационным воздействиям.

В распространённых энергетич. реакторах, работающих на слабообогащённом уране, наиболее часто применяют керамич. сердечники из спечённой двуокиси урана, к-рые не деформируются при глубоком выгорании топлива. К тому же UOj не реагирует с водой; вследствие этого разгерметизация Т. э. в реакторе с водяным охлаждением не приводит к попаданию урана в теплоноситель.

Герметизирующая оболочка Т. э. обеспечивает надёжное отделение сердечника от теплоносителя. Нарушение её целостности привело бы к попаданию продуктов деления в теплоноситель, его активации и затруднению обслуживания реактора, а кроме того (в ряде случаев ), к хим. реакции теплоносителя с веществом сердечника и, следовательно, к " размыванию" сердечника и потере им требуемой формы. В силу этих причин к материалу оболочки предъявляют жёсткие требования. Он должен обладать высокой коррозионной, эрозионной и термич. стойкостью, высокой механич. прочностью и не должен существенно изменять характер поглощения нейтронов в реакторе. Наиболее употребительные материалы для изготовления оболочки - сплавы алюминия и циркония и нержавеющая сталь. Сплавы А1 используются в реакторах с темп-рой активной зоны < 250-270 °С, сплавы Zr - в энергетич. реакторах при темп-рах 350-400 °С, а нержавеющая сталь, к-рая довольно интенсивно поглощает нейтроны, - в реакторах с темп-рой > 400 °С. В ряде случаев находят применение и др. вещества, напр, графит высокой плотности.

Для улучшения теплообмена между сердечником и оболочкой осуществляют их диффузионное сцепление (если сердечник металлический ) или в зазор между ними вводят газ, хорошо проводящий тепло (напр., гелий ). Такой зазор необходим, когда материалы сердечника и оболочки имеют существенно разные коэфф. объёмного расширения.

Конструктивное исполнение Т. э. определяется формой сердечника. Наиболее распространены цилиндрич. (стержневые ), однако применяются трубчатые, пластинчатые и др. сердечники. Т. э. объединяют в сборки (пакеты, кассеты, блоки ) и в таком виде загружают в реактор. В реакторе с твёрдым замедлителем Т. э. или их сборки размещают внутри замедлителя в каналах, по к-рым протекает теплоноситель. Если замедлитель жидкий и выступает одновременно в роли теплоносителя, то сборки сами являются элементами, направляющими поток жидкости.

Осн. показатель работы Т. э.- глубина выгорания топлива в нём; в энергетич. реакторах она достигает 30 Мвт-сут/т. В энергетич. реакторах время работы Т. э. достигает трёх лет. Использованные Т. э. могут быть подвергнуты переработке с целью извлечения из них недогоревшего, а также вновь накопленного ядерного топлива.

Лит. см. при ст. Ядерный реактор. С. А. Скворцов.

ТЕПЛОВЫЕ НЕЙТРОНЫ, медленные нейтроны с кинетич. энергией в интервале 0, 5 эв - 5 Мэв. Называются тепловыми, т. к. получаются при замедлении нейтронов до теплового равновесия с атомами замедляющей среды (термализация нейтронов). Распределение Т. н. в замедлителе по скоростям определяется его темп-poll в соответствии с Максвелла распределением для молекул газа. Энергия, соответствующая наиболее вероятной скорости Т.н., равна 8, 6-10~⁵ Т э в, где Т - абс. темп-pa в К. Скорость Т. н. с энергией 0, 025 эв равна 2200 м/сек и длина волны де Бройля лямбда = 1, 8 А (см. Нейтронная оптика). Т. к. лямбдаблизка к величинам межатомных расстояний в твёрдых телах, то дифракция Т. н. используется для изучения структуры твёрдых тел. Наличие у нейтрона магнитного момента позволяет методом когерентного магнитного рассеяния Т. н. изучать магнитную структуру твёрдых тел. Изменения энергии при неупругом рассеянии Т. н. в конденсированных средах сравнимы с их начальной энергией, поэтому неупругое рассеяние Т. н. является методом исследования движения атомов и молекул в твёрдых телах и жидкостях (см. Нейтронография). Т. н. имеют огромное значение для работы ядерного реактора, т. к. вызывают цепную реакцию деления U и Ри. Велика также роль Т. н. в произ-ве радиоактивных изотопов.