Цепные ядерные реакции

При делении ядра урана освобождается два-три нейтрона. Это позволяет осуществлять цепную реакцию деления урана. Ядерной цепной реакцией называется реакция, в которой частицы, вызывающие ее (нейтроны), образуются как продукты этой же реакции. При делении каждого ядра выделяется около 200 МэВ. Естественный уран = + =1/140* Делится под влиянием как быстрых, так и медленных нейтронов. Делится под влиянием нейтронов с энергией более 1 МэВ. Цепная реакция с использованием этого изотопа возможна. Цепная реакция с использованием этого изотопа невозможна.

Коэффициент размножения нейтронов Коэффициентом размножения нейтронов называют отношение числа нейтронов в каком-либо «поколении» к числу нейтронов предшествующего «поколения». K больше или равно 1 k<1 для Число нейтронов увеличивается с течением времени или остается постоянным и цепная реакция идет. Число нейтронов убывает и цепная реакция невозможна.

Факторы, определяющие коэффициент размножения: 1)Захват медленных нейтронов ядрами с последующим делением и захват быстрых нейтронов ядрами и также с последующим делением (сопровождается увеличением числа нейтронов); 2)Захват нейтронов ядрами урана без деления (приводит к убыли числа нейтронов); 3)Захват нейтронов продуктами деления, замедлителем и конструктивными элементами установки (приводит к убыли числа нейтронов); 4)Вылет нейтронов из делящегося вещества наружу (приводит к убыли числа нейтронов). Для стационарного течения цепной реакции коэффициент размножения должен быть равен 1. Если k=1,01, то произойдет взрыв.

Образование плутония После захвата нейтронов ядрами изотопа урана образуется радиоактивный изотоп с периодом полураспада 23 минуты. Распад происходит с испусканием электрона и возникновением первого трансуранового элемента – нептуния: + Нептуний β-радиоактивен с периодом полураспада около двух дней. В процессе распада нептуния образуется следующий трансурановый элемент – плутоний: + Период полураспада плутония лет. Он делится под влиянием медленных нейтронов. С помощью плутония также может осуществляться цепная реакция, которая сопровождается выделением громадной энергии.