Искусственное ядерное горючее.

расщепля­ющимся материалом. Его период полураспада равен при­мерно 163 тысячам лет.

Новые возможности. Итак, теперь мы имеем три сорта ядерного горючего: уран 235, уран 233 и плутоний239. Энер­гия, выделяющаяся при делении ядер этих веществ, прак­тически одна и та же, поскольку любое из этих ядер де­лится на два ядра меньшей массы, а разность энергии связи «осколков» и исходного ядра для всех сортов ядер­ного горючего почти одинакова.

Из всех расщепляющихся веществ только уран235 в небольшом количестве имеется в природе. Урана233 и плу­тония239 в природе нет, и чтобы их получить, нужно облу­чать мощным потоком нейтронов соответственно торий232 и уран238.

Но как получить такое большое количество ней­тронов?

Физики уже довольно давно научились изготовлять так называемые искусственные источники нейтронов. Для этой цели обычно используется реакция:

clip_image008

В качестве источника ядер гелия4 может быть исполь­зован радий или полоний, дающие большое количество альфа-частиц. Такой источник обычно состоит из смеси порошка бериллия с солями радия или полония. Малень­кие стеклянные или металлические ампулы наполняются смесью и откачиваются до высокого вакуума. Нейтроны почти без потерь проходят через стенки сосуда. Однако наиболее мощные из современных искусственных источ­ников нейтронов дают всего примерно 109 нейтронов в се­кунду. Но в одном грамме плутония содержится около 3 • 1021 ядер. Легко подсчитать, что даже в том случае, если все добытые нейтроны будут поглощаться ядрами урана238, нужно миллион лет, чтобы накопить примерно один грамм ядерного горючего — плутония239.

Для получения нейтронов можно применить очень мощные ускорительные установки, но и в этом случае по­надобится 10 лет непрерывной работы для изготовления одного грамма плутония239 или урана233. Таким путем нельзя создать запас больших количеств искусственно расщепляющихся материалов

К счастью, сам цепной процесс дает нам в руки мощ­ное средство для изготовления ядерного горючего. В са­мом деле, ядерный реактор является мощным источником нейтронов. Легко подсчитать, что на каждый киловатт- час выделенной реактором энергии должно разделиться примерно 1017 ядер урана235. Но при каждом делении в среднем освобождается 2,5 нейтрона. При работе ура­нового котла один из этих нейтронов производит новое деление, то есть идет на поддержание цепной реакции. Из оставшихся 1,5 нейтрона один будет поглощен замед­лителем, регулирующими стержнями и примесями, а при­мерно 0,5

Страница 2 of 3« First...23