Величина - критическая масса
Cтраница 1
Величина критической массы определяется многими факторами. В частности, она зависит от формы: у куска урана в виде шара наименьшая поверхность, а значит, и наименьшая утечка нейтронов. [1]
Сравнение оценок для величины критической массы, полученных на основании этих двух приближений, с экспериментально полученными значениями показывает, что это, по-видимому, верно. Более того, есть основания считать, что значения, даваемые обоими этими приближениями, не очень сильно отличаются от истинного значения. [2]
С помощью таких средств можно снизить величину критической массы 92U235 до четверти килограмма. [4]
Численные расчеты показывают, что использование этого соотношения для расчета реактора дает завышенную оценку величины критической массы. [5]
Для этой цели в Институте химической физики АН СССР ведутся расчеты влияния геометрической формы на величину критической массы урана или плутония. [6]
Мкр с учетом нейтронной изоляции ( 4 см Ге): М кр 3 кг и М кр 100 г. Оба значения не являются чрезмерно большими, и если только получение этих элементов будет в какой-то мере возможно, то получить можно будет и 100 г и 3 кг. Необходимо заметить, что величина критической массы не столь существенна, так как выделяемая энергия пропорциональна количеству вещества в бомбе. [7]
Если Галактика содержит примерно 1011 звезд, то среди этих звезд найдется много таких, выгоравшие ядра которых близки к пределу Чандрасекара, перейдя через который соответствующие звезды вступают в область неустойчивости по отношению к коллапсу. Незначительное увеличение гравитационной постоянной понижает величину критической массы, так что приблизившиеся к коллапсу звезды внезапно перейдут через критический предел и будет развязан коллапс. При коллапсе звезда излучает ф-волны, добавляющиеся к падающей волне и увеличивающие крутизну ее фронта, как это было уже описано. Таким образом, ф-волна, проходящая через Галактику, обнаруживается в том, что она вызывает коллапс ряда белых карликов, в результате чего возникают новые небольшие волны, увеличивающие крутизну фронта волны. [8]
Хотя эта модель и не может дать детальной картины энергетического распределения нейтронов в реакторе, тем не менее она представляет собой хороший инструмент для получения достаточно надежной оценки распределения теплового потока и величины критической массы. [9]
 |
Схема потока вещества и энергии в реакторе-размножителе на быстрых нейтронах. [10] |
А опасен он по нескольким причинам. Во-первых, в нем очень легко начинается реакция деления - большая масса чистого металла испускает такое количество нейтронов в результате самопроизвольных распадов ядер, что вероятность возникновения без воздействия извне неконтролируемой цепной реакции деления становится очень высокой. Величина критической массы, при которой начало реакции становится практически неизбежным, исчисляется несколькими килограммами и зависит от конфигурации, состояния металла и других факторов. Плутоний также очень токсичен. Из-за его высокой радиоактивности попадание в организм даже очень небольшого количества этого элемента может нанести весьма большой вред. Кроме того, нагретый плутоний в металлическом состоянии очень активно реагирует со многими газами, например воспламеняется в кислородной среде. Эти свойства, а также непрерывный самонагрев металла под воздействием собственной радиоактивности и его хрупкость делают его трудными в производстве, обработке и обращении. [11]
Эти оценки легли в основу создания атомной бомбы, количество делящегося материала в которой должно быть по меньшей мере равно критической массе. Для осуществления взрыва атомной бомбы необходимо в короткий промежуток времени привести в соприкосновение ее отдельные части так, чтобы образовалась сверхкритическая масса. Поскольку в - атмосфере всегда присутствуют нейтроны космического происхождения, то, как только общая масса станет больше критической, ( в ней неизбежно качнется цепная реакция деления и произойдет взрыв. Нейтроны спонтанного деления также могут явиться инициаторами взрыва. Величина критической массы зависит от формы бомбы и от природы материала, в который она помещена. [12]
Чтобы понять это, рассмотрим, что происходит с нейтронами, освобождаемыми в процессе деления, происходящем в центре большой массы урана. IMeAL Другими словами, вероятность захвата с последующим делением в уране 238 очень мала для нейтронов с энергией, меньшей 1 MeV. Большая часть нейтронов будет испытывать столкновения с ядрами урана, и таким образом нейтроны будут постоянно отдавать свою энергию во время этих столкновений. Любой захват нейтрона, который происходит при этих низких энергиях, является радиационным захватом с резонансным значением при 38 eV, а такой захват, как мы уже видели, ведет к образованию плутония. Это может быть сделано либо уменьшением содержания U 238 и увеличением U 235 в металле, либо использованием плутония вместо урана. По всей вероятности, были применены оба метода. Уран 235 и плутоний испытывают деление при захвате нейтронов всех энергий. Вероятность захвата с делением для этих веществ очень велика для медленных нейтронов и уменьшается по мере увеличения скорости нейтронов. Для успешного действия атомной бомбы количество вещества, испытывающего деление, должно быть по меньшей мере равно критической массе, отдельные части его должны быть приведены в соприкосновение в течение достаточно короткого промежутка времени ( порядка микросекунд), чтобы при взрыве бомбы освободилось наибольшее количество ядерной энергии. Величина критической массы зависит от формы бомб и природы материала, в которую она помещена. Эта оболочка или отражатель рассеивает те нейтроны, которые вылетают из материала, испытывающего деление. Было найдено, что лучшим материалом для оболочки является очень плотное вещество. Такая оболочка обладает двумя свойствами. [13]
Страницы: 1