Потеря - нейтрон
Cтраница 1
Потеря нейтронов происходит также в замедлителе, особенно его примесях, в некоторых ядрах, получающихся после деления ядер горючего ( Sm149, Хе135 и др.) и постепенно, по мере работы реактора, накапливающихся в нем. [1]
Потеря нейтронов в этом случае не зависит от потока. [2]
Потеря нейтронов происходит также в замедлителе, особенно его примесях, в некоторых ядрах, получающихся после деления ядер горючего ( Sni149, Xe135 и др.) и постепенно, по мере работы реактора, накапливающихся в нем. [3]
Источником бесплодной потери нейтронов является, помимо улавливания их посторонними ядрами элементов, примешанных к урану 235, также улетучивание нейтронов наружу, за пределы урановой массы. Вероятность же того, что нейтроны, - не встретившись с ядром, выскочат наружу, пропорциональна поверхности шара. С увеличением радиуса шара поверхность шара увеличивается медленнее, чем его объем. Поэтому с возрастанием радиуса уранового шара вероятность утечки нейтронов относительно уменьшается, а вероятность их полезного действия относительно увеличивается. Существует определенное критическое значение радиуса массы из урана 235, ниже которого возникающие в ней цепные ядерные реакции будут протекать, затухая, а выше - лавинообразно разветвляясь. На этом основано приведение в действие урановой бомбы путем быстрого сближения двух урановых масс, порознь обладающих объемами ниже критического, то вместе образующих объем свыше критического. Критический радиус может быть уменьшен путем заключения урана в оболочку из элемента, ядра которого не поглощают нейтронов, а отражают их по закону упругого удара обратно внутрь взрывающейся атомной: бомбы. [4]
Источникам бесплодной потери нейтронов является, помимо улав-ливаиия их посторонними ядрами элементов, примешанных к урану, также улетучивание нейтронов наружу, за пределы урановой массы. Вероятность же того, что нейтроны, не встретившись с ядром, выскочат наружу, пропорциональна поверхности шара. С увеличением радиуса поверхность шара увеличивается медленнее, чем его объем. Поэтому с возрастанием радиуса уранового шара вероятность утечки нейтронов уменьшается, а вероятность их полезного действия увеличивается. [5]
 |
Схема превращения урана-235 при захвате нейтрона. [6] |
Источником бесплодной потери нейтронов является, помимо улавливания их посторонними ядрами элементов, примешанных к урану 235, также улетучивание нейтронов наружу, за пределы урановой массы. Вероятность же того, что нейтроны, не встретившись с ядром, выскочат наружу, пропорциональна поверхности шара. С увеличением радиуса шара поверхность шара увеличивается медленнее, чем его объем. Так, при увеличении радиуса шара вдвое его поверхность возрастает в 2x24 раза, а объем в 2x2x28 раз. Поэтому с возрастанием радиуса уранового шара вероятность утечки нейтронов относительно уменьшается, а вероятность их полезного действия относительно увеличивается. Существует определенное критическое значение радиуса массы из урана 235, ниже которого возникающие в ней цепные ядерные реакции будут протекать затухая, а выше - лавинообразно разветвляясь. Шар из урана с радиусом ниже критического ни при каких условиях не взорвется; шар из урана с радиусом свыше критического взорвется сам собой, так как в нейтронах вследствие непрерывно текущей в уране ядерной цепной реакции в природе нет недостатка. На этом основано приведение в действие урановой бомбы путем быстрого сближения двух урановых масс, порознь обладающих объемами ниже критического, но вместе образующих объем свыше критического. Критический радиус может быть уменьшен путем заключения урана в оболочку из элемента, ядра которого не поглощают нейтронов, а отражают их по закону упругого удара обратно внутрь взрывающейся атомной бомбы. [7]
Для уменьшения потери нейтронов активную зону окружают слоем отражателя, который хорошо рассеивает, но мало поглощает нейтроны. Тогда часть рассеянных нейтронов возвращается в реактор и критическая масса может быть значительно уменьшена. [8]
Во избежание бесполезной потери нейтронов в окружающее пространство и торможения этим цепной реакции, необходимо, чтобы количество вещества, взятого для реакции, было не меньше некоторой определенной для данного процесса величины. [9]
 |
Основные элементы ядерного реактора. [10] |
Отражатель используется для уменьшения потери нейтронов за счет утечки через поверхность активной зоны. Обычно в качестве материала отражателя применяются те же материалы, что и для замедлителя. [11]
Имеется несколько способов получить потерю нейтронов, достаточную для избежания возникновения самопроизвольной цепной реакции. Масса делящегося материала должна быть ниже хорошо известной критической М ассы; сосуды должны иметь форму, благоприятную для утечки нейтронов; концентрация должна быть ниже безопасного предела. [12]
Если размеры системы слишком малы, то потеря нейтронов, обусловленная их диффузией в окружающее пространство, превосходит число нейтронов, рождающихся в системе в результате деления ядер. Так как вылет нейтронов из системы представляет собой поверхностный эффект, а рождение нейтронов в системе есть эффект объемный, то с увеличением размеров системы первый из этих эффектов становится все менее и менее существенным. Критические размеры характеризуются тем, что потеря нейтронов, обусловленная их вылетом из системы, как раз компенсируется возникновением нейтронов в системе. [13]
Описывая цепную реакцию деления ядра, мы пренебрегли потерей нейтронов из реактора, предположив, что каждый образовавшийся нейтрон является инициатором дальнейшего деления и что этот процесс будет продолжаться ( и ускоряться) до тех пор, пока не израсходуется все ядерное горючее, то есть пока не будут подвергнуты делению все ядра урана. Это было сделано ради удобства, чтобы полностью сосредоточить внимание на основном механизме размножения нейтронов. Однако на практике конструктор ядерных реакторов не может не считаться с потерями нейтронов и не стараться свести их к минимуму. [14]
Эти поглощения не приводят к делению и являются потерей нейтронов. Важность этого процесса была установлена Бором и другими в 1940 г. Только когда нейтрон замедлится настолько, что его энергия будет меньше самого нижнего резонансного уровня U238 ( который, согласно литературным данным г, находится вблизи 5 eV), он может считаться избежавшим поглощения. [15]
Страницы: 1 2 3 4