ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Цепные реакции из "Физическая химия и химия кремния Издание 3" Особый интерес представляют собой процессы, происходящие при облучении ядер тяжелых элементов, в частности урана потоком нейтронов. Ядро урана, захватывая один нейтрон, делится на два близких по массе осколка. Эти осколки — радиоактивные изотопы элементов, расположенных в середине периодической системы элементов. Так, ядро урана-235, захватив нейтрон, распадается на два элемента молибден-104 и олово-127. [c.88] Одновременно с осколками выделяются так называемые вторичные нейтроны (рис. 25). Продукты распада (осколки) малоустойчивы и подвергаются дальнейшему радиоактивному распаду. [c.88] Количество нейтронов, а вместе с ним и число делящихся ядер урана, будет лавинообразно нарастать. Такой самопроизвольный быстронарастающий процесс деления ядер называется цепной разветвляющейся реакцией. В цепной реакции число нейтронов при каждом делении увеличивается в К раз. Это число называется фактором размножения. Фактор размножения К есть отношение количества образовавшихся нейтронов к первоначальному количеству нейтронов, вызывавших деление ядра. Если /( 1, то цепная реакция будет идти со все увеличивающейся скоростью, которая настолько быстро нарастает, что процесс приобретает характер взрыва. [c.91] Чтобы нейтрон на своем пути натолкнулся на ядро атома, необходимо значительное количество урана. Масса должна быть такой, чтобы число образующихся в результате деления нейтронов было больше, чем число нейтронов, покидающих данную массу урана. Иными словами, фактор размножения К должен быть больше единицы. [c.91] Масса куска, выше которой число образующихся нейтронов больше числа нейтронов, покидающих кусок, называется критической массой. Для урана-235 критическая масса около 1 кг. Она зависит также от формы куска. Всякий кусок урана больше этой массы взрывоопасен, так как случайно попавший нейтрон, например в результате действия космических лучей, вызовет быстронарастаю-щую цепную реакцию. [c.91] Первоначальным источником нейтронов в любой атомной бомбе может служить небольшое количество радиоактивного элемента. Однако присутствие его необязательно, так как космическое излучение является вполне достаточным источником нейтронов. [c.92] При распаде образуются быстрые нейтроны, в то время как для ядерных реакторов нужны медленные. Чтобы уменьшить скорость образующихся нейтронов, применяют замедлители. Лучшие замедлители — дейтерий (в составе тяжелой воды DgO) и графит. Эти вещества отнимают значительную долю энергии нейтронов и в то же время почти не поглощают их. [c.92] Ядерный реактор состоит из урановых стержней, между которыми помещается замедлитель (графит, тяжелая вода). В результате ядерной реакции, идущей в таком реакторе, выделяется большое количество тепла. Поэтому реактор нужно интенсивно охлаждать. Вода, охлаждающая котел, может быть превращена в пар, который можно использовать как источник энергии. [c.92] Управление реактором осуществляется так называемыми стержнями регулирования, изготовленными из материалов, сильно поглощающих нейтроны (например карбид, бор, реже графит). Когда стержни опущены в зону реакции, реактор не работает, так как нейтроны поглощаются материалом стержней регулирования. Выдвиганием стержней регулируют реакцию расщепления. [c.92] В настоящее время разрабатываются промышленные схемы реакторов на быстрых нейтронах. Энергия нейтронов, испускаемых ураном-235, недостаточна, чтобы расщепить ядро Но нейтроны из легко поглощаются с образованием нового элемента — плутония, отличного ядерного горючего . Ядерные реакторы на быстрых нейтронах не требуют замедлителей. В этих реакторах может быть использован не только но и уран U , переходящий в самом же реакторе в плутоний. [c.92] Вернуться к основной статье