Как протекает цепная реакция

явление носит название резонансного захвата. Но если нейтрону все же удалось проскочить эти «рифы», и его скорость становится порядка двух тысяч метров в секунду (нейтрон, обладающий такой скоростью называется тепловым), то он практически уже не будет захватываться ядрами урана-238.

Но будет ли способен такой нейтрон вызвать деление ядер урана-235? Да, вероятность деления этого изотопа возрастает с уменьшением энергии летящего нейтрона. Как правило, каждая встреча теплового нейтрона с ядром урана-235 приведет к реакции деления и освобождению одного, двух или даже трех новых быстрых нейтронов. Если эти нейтроны не будут захвачены, то они вызывут новое деление ядер урана-235. В таких условиях цепная реакция станет развиваться.

Реакция деления ядер урана-235 под воздействием тепловых нейтронов и лежит в основе работы большинства современных ядерных реакторов.

Итак, для развития цепной реакции надо быстрые нейтроны, выделяющиеся в процессе деления ядер, превратить в медленные, как-то минуя средние (резонансные) значения энергии, при которых нейтроны особенно охотно захватываются ядрами урана-238, не вызывая их деления.

Как же помочь быстрым нейтронам уменьшить свою энергию, стать тепловыми — так, чтобы они не были захвачены ядрами урана или ядрами других атомов? Для этого можно избрать два пути.

Первый — избежать возможности встречи нейтронов с ядрами урана-238. Тогда большее их число примет участие в реакции деления ядер урана-235. С этой целью природную смесь изотопов урана обогащают ураном-235. В таких условиях цепная реакция пойдет как на быстрых, так и на медленных нейтронах, потому что и те и другие вызывают деление ядер урана-235. Однако обогащение природного урана изотопом урана-235 — сложная и дорогая операция.

Второй путь — найти возможность без больших потерь замедлять нейтроны. Медленные (тепловые) нейтроны практически не захватываются ядрами урана-238, даже если их будет много. При встрече же с ядрами урана-235 они наверняка вызовут реакцию деления. Весь вопрос сводится к тому, как осуществить торможение нейтронов, с тем чтобы миновать встречу их с ядрами урана-238, особенно при тех энергиях, когда они легче всего захватываются.

Быстрые нейтроны при встрече с ядрами атомов передают им частично свою энергию. От встречи с тяжелыми ядрами потеря энергии нейтронами небольшая. Чем легче ядро атома, тем большей части своей энергии лишается нейтрон. С ядром урана-238 необходимо более двух тысяч встреч, прежде чем энергия быстрого нейтрона уменьшится до энергии теплового. Среди этих двух тысяч встреч вполне вероятна такая, в результате которой нейтрон окажется захвачен ядром. При столкновениях с ядрами углерода (в графите) замедление достигается уже значительно быстрее, для этого достаточно

Страница 3 of 5« First...34...Last »