Критический вес.

Критический вес. Уголь — прекрасный горючий мате­риал. Но попробуйте осуществить горение в маленьком куске каменного угля. Вам это не удастся. Химическая реакция горения не может поддерживать сама себя в ма­лом объеме.

Вместе с тем большая масса угля в топке легко сго­рит до конца.

Горение угля может происходить только при темпера­туре 500—600 градусов, то есть оно может поддержи­ваться только тогда, когда выделяющегося при реакции тепла достаточно, чтобы нагреть соседние слои угля до этой температуры. Но тогда нужно, чтобы меньше тепла уходило через поверхность горящего тела. Очевидно, что потеря тепла зависит от величины поверхности горящего тела, а относительная величина поверхности растет с уменьшением размеров тела. Так, например, для шара диаметром 20 сантиметров отношение поверхности к объему будет 0,3, тогда как при диаметре шара 2 сан­тиметра это же соотношение будет 3, то есть в десять раз больше. Естественно, что при горении малый шар бу­дет терять относительно больше тепла, чем большой. По­теря тепла может быть настолько велика, что горение пе­рестанет само себя поддерживать.

Таким образом, химическую реакцию горения можно осуществить только в достаточно большом объеме(Но в очень большом куске горение также не поддерживается из-за недостатка кислорода. Для интенсивного горения нужны большие массы раздробленного угля, через который легко проходит воздух.)

Так же как и химический, ядерный цепной процесс не может идти в малом куске расщепляющегося материала.

Для цепного процесса в уране необходимо, чтобы ней­троны, получающиеся при делении, производили новые

clip_image002

Рис. 13. Критический вес урана. В малом куске урана (Л) цепной процесс не идет: нейтроны деления выходят наружу. В большом куске (Б) нейтроны деления производят новые деления: цепной процесс поддерживается. Выход нейтронов можно уменьшить, окружив малый кусок урана слоем отра­жателя (Б)

деления. Но так как ядра составляют ничтожную часть объема вещества, нейтроны могут свободно пройти сквозь малый объем урана235, не задев ни одного ядра, то есть не .совершив нового деления (на рис. 13, a). Нужно

уменьшить выход нейтронов, а это можно сделать двумя способами. Во-первых, можно увеличить объем (на рис. 13,5), при этом уменьшится относительное значение поверхности куска урана и, следовательно, уменьшится вероятность выхода нейтронов через эту поверхность. Во- вторых, выход нейтронов можно уменьшить, окружив кусок урана веществом, отражающим нейтроны (на рис. 13, В). Нейтроны, сталкиваясь с ядрами вещества отражателя, будут

Страница 1 of 312...Last »