Медленные нейтроны.

Медленные нейтроны. Цепной процесс может возник­нуть и в природном уране, но на медленных нейтронах.

Что же такое медленные нейтроны?

Молекулы различных газов находятся в непрерывном хаотическом движении. Скорость этого движения зависит от температуры. Но даже при нормальной температуре она довольно велика. Например, молекулы кислорода или азота, из которых состоит воздух, двигаются хаоти­чески в различных направлениях со скоростями порядка 500—600 метров в секунду. Такие скорости называются тепловыми скоростями, а нейтроны, обладающие такими скоростями,— тепловыми, или медленными, нейтронами. Медленные нейтроны легко захватываются ядрами урана²³⁵ и с колоссальной активностью производят их деление.

Очень существенным является также то, что эти теп­ловые нейтроны относительно слабо поглощаются ядрами урана²³⁸. Поэтому на медленных нейтронах цепной про­цесс может идти и в природном уране. Замедляются нейтроны довольно просто, примерно так же, как биль­ярдные шары, ударяющиеся друг о друга. Если движу­щийся шар ударится о неподвижный, то он всегда теряет часть своей энергии. Иногда при так называемом лобовом ударе движущийся шар потеряет всю свою энергию. Он остановится, а пойдет вперед шар, бывший ранее непо­движным. Но большей частью 1при косом ударе оба шара будут двигаться с меньшей скоростью. Законы механики говорят нам, что наибольшая потеря энергии будет при столкновении с шаром равной массы. В среднем в каж­дом таком столкновении шар будет терять половину своей энергии.

Так же как и бильярдные шары, замедляются и ней­троны при столкновении с легкими ядрами. После ряда столкновений нейтроны растрачивают свою энергию, и их скорость становится тепловой , соответствующей ско­рости молекул замедлителя, то есть вещества, замедляю­щего нейтроны. В качестве замедлителя можно взять, например, простую воду, содержащую легкие ядра водо­рода, масса которых примерно равна массе нейтрона. Однако эти ядра не только замедляют движение ней­трона, но и легко их поглощают. А это невыгодно. По­этому в большинстве случаев в качестве замедлителя используется не простая, а тяжелая вода, в которой лег­кий водород заменен тяжелым изотопом — дейтерием, слабо поглощающим нейтроны. Хорошим замедлителем является также графит (модификация углерода). Замед­ление нейтронов в графите идет медленнее, чем в тяже­лой воде. Ядра углерода тяжелее ядер дейтерия, и ней­трон при столкновении теряет меньшую часть своей ско­рости. Но ядра углерода, так же как и ядра дейтерия, почти не поглощают нейтронов.