Деление - атом - уран
Cтраница 1
Деление атома урана, вызываемое, например, захватом нейтрона, сопровождается выделением энергии порядка 200 Мэв. Эта энергия переходит, главным образом, в кинетическую энергию двух осколков с неравными массами, вылетающих в противоположных направлениях. Слой окиси урана, облученный нейтронами, является источником сильно ионизованных атомов, обладающих высокими скоростями. Именно обнаружение этих лучей и изучение их свойств различными методами [1 ] и привели к установлению существования явления деления на два осколка. В первой своей работе [1 ] я использовал тот факт, что выбрасываемые осколки являются радиоактивными и что они могут быть собраны в ходе облучения на подложке, находящейся близ слоя урана. [1]
Образующиеся при делении атомов урана или плутония продукты распада имеют различную форму. Часть из них относится к изотопам бария или технеция, встречается и целый ряд других радиоактивных изотопов. [2]
Одной из наиболее важных цепных реакций является деление атомов урана ( изотоп 235U), происходящее под воздействием нейтронов. [3]
При столкновении атома урана с нейтроном, происходит деление атома урана, при этом часть его массы превращается в огромное количество энергии. При определенных условиях процесс деления может протекать как цепная реакция. На этом принципе основано действие атомной бомбы и ядерного реактора. [4]
В процессе цепной реакции количество урана в стержнях уменьшается, но накапливаются плутоний и продукты деления атомов урана. Через определенное время эти стержни удаляют из реактора и на химическом заводе подвергают разделению урана, плутония и продуктов деления. [5]
В начале 1941 г. мною был разработан метод, принцип которого основал на том, что, поскольку при делении атомов урана осколки выбрасываются с большой энергией, они могут быть выброшены за пределы топких урановых слоев и могут быть собраны па подложке. [6]
Ядерные процессы сопровождаются а, 3 - и у-излучениями. При делении атома урана выделяется энергия 200 Мэв. Около 5 % общего количества энергии выделяется в виде - излучения. Это излучение обладает высокой энергией, хорошей проникающей способностью и используется для инициирования химических реакций. Источники излучения могут быть помещены внутри полимеризационной установки или в непосредственной близости от нее. Однако если источниками излучения являются отработанные топливные элементы ядерных котлов, то они в состояния инициировать полимеризацию, находясь на некотором близком расстоянии от реактора полимеризационной установки. [7]
 |
Схема превращения урана-238 при захвате нейтрона. [8] |
Урановые котлы, в которых реализуется управляемый процесс осво бождения ядерной энергии, состоят, насколько известно, из замедлителя, пронизанного урановыми стержнями. При делении атомов урана в каком-либо из этих стержней из него выбрасывается в замедлитель три нейтрона. Двигаясь в нем по сложной траектории, эти нейтроны последовательно теряют скорость в результате случайных соударений с ядрами замедлителя. В среднем два из их поглощаются посторонними ядрами, выбрасываются из котла, а третий, достигнув тепловой скорости, проникает в другой урановый стержень и вызывает в нем новое деление. [9]
Урановые котлы, в которых реализуется управляемый процесс освобождения ядерной энергии, состоят из замедлителя весом в несколько тонн, пронизанного урановыми стержнями. При делении атома урана в каком-либо из этих стержней из него выбрасывается в замедлитель три нейтрона. Двигаясь в нем по сложной траектории, эти нейтроны последовательно теряют скорость в результате случайных соударений с ядрами замедлителя. В среднем два из них поглощаются посторонними ядрами или выбрасываются из котла, а третий, достигнув тепловой скорости, проникает в другой урановый стержень и вызывает в нем новое деление. [10]
 |
Ядерные реакции в урановом котле. [11] |
Урановые котлы, в которых реализуется управляемый процесс освобождения ядерной энергии, состоят из замедлителя, пронизанного урановыми стержнями. При делении атомов урана в каком-либо из этих стержней из атома выбрасывается в замедлитель от одного до трех нейтронов. Двигаясь в нем по сложной траектории, эти нейтроны последовательно теряют скорость в результате случайных соударений с ядрами замедлителя. В среднем два из них поглощаются посторонними ядрами или выбрасываются из котла, а третий, достигнув тепловой скорости, проникает в другой урановый стержень и вызывает в нем новое деление. [12]
Совершенно исключительное значение приобрело изготовление графитированных изделий за последние 10 лет в связи с проблемой атомной энергии. Как известно, электрографит применяется в атомных котлах в качестве замедлителя для потока нейтронов, образующихся при делении атомов урана, и способствует тем самым наиболее полному использованию нейтронов для ядерной реакции в нужном направлении. [13]
Завод Б является вторым звеном процесса. От завода А он4 будет принимать в сутки 1 тонну металлического урана, в которой содержится всего 100 граммов плутония. Это сырье обладает исключительно высокой радиоактивностью, обусловленной побочными продуктами, которые образовались при делении атомов урана в котле. Одна тонна исходного сырья, когда она поступает в работу на заводе Б, имеет активность, равную 100 000 кюри. Завод имеет три задачи. [14]
Необходимо устройство для контроля над цепной реакцией. Однако цепная реакция развивается так быстро, что механическим перемещением стержней ее было бы невозможно регулировать, если бы не тот благоприятный факт, что при делении атомов урана не все нейтроны вылетают одновременно. Примерно один из 150 нейтронов запаздывает и вылетает через несколько минут после деления ядра, поскольку выходит не из самого атома урана, а из продуктов его деления которые меньше по размеру. И когда фактор размножения лишь слегка превышает единицу, этого запаздывания вполне достаточно для надежного управления нейтронным потоком с помощью регулирующих кадмиевых стержней. [15]
Страницы: 1 2