Критический вес.

частично возвращаться обратно в уран, где вновь примут участие в цепном процессе.

Для осуществления цепного процесса в уране необходимо, чтобы кусок урана был больше определенного объема или чтобы вес куска урана был больше так называемого критического веса.

Чем же определяется критиче­ский вес куска урана235? Легко показать, что необходимым и до­статочным для осуществления цепной реакции является условие, при котором хотя бы один из нейтронов деления производит новое деление.

Предположим, что в каждом акте деления получаются три нейтрона (рис. 14). Один из ней­тронов может после ряда соуда­рений с ядрами урана или веще­ства отражателя произвести еще одно деление; при этом появятся опять три нейтрона. Другой ней­трон может, столкнувшись с ядром какого-либо вещества посторонней примеси, им поглотиться; новых нейтронов при этом возникать не будет. И, наконец, третий нейтрон может выйти за пределы урана и отражателя, не произ­ведя ядерной реакции.

clip_image004

Рис. 14. Условие суще­ствования цепного про­цесса. Один нейтрон де­ления должен совершить еще одно деление

Но, несмотря на эти потери нейтронов, реакция будет себя поддерживать. Действительно, в начале процесса после первого деления было три нейтрона. Это первое поколение нейтронов исчезло, но дало «жизнь» еще трем нейтронам второго поколения. Если в результате одного деления, произведенного вторым поколением нейтронов, появятся опять три нейтрона, то число нейтронов в по­следующих поколениях будет одинаковое. Если число нейтронов, рождающихся в единицу времени, постоянно, то постоянно и число ядерных делений, а следовательно, и количество выделяющейся энергии. Иначе говоря, уровень мощности такой атомной установки будет постоянным.

Очевидно, что критический вес, при котором начи­нается цепной процесс, есть тот минимальный вес, при котором каждое поколение нейтронов рождает последую­щее поколение, состоящее из такого же количества ней­тронов, то есть потери нейтронов вследствие утечки или поглощения примесями должны быть полностью компен­сированы образующимися в уране нейтронами.

Критический вес зависит прежде всего от формы куска урана, которая определяет величину поверхности. Можно показать, что при одном и том же объеме (или весе) наименьшей поверхностью обладает шар. Напри­мер, при одинаковом объеме, равном 125 кубическим сан­тиметрам, тонкая пластинка размером 25 X 5 X 1 санти­метр имеет примерно в три раза большую поверхность, чем поверхность шара радиусом 3,1 сантиметра. Поэтому критический вес сферического куска урана —

Страница 2 of 3« First...23