Cтраница 2
Опытные данные согласуются с этими кинетическими оценками. Аллен и Бевингтон [28] исследовали связь между скоростью полимеризации и количеством осколков инициатора, вошедших в полимер. Связь между этими величинами зависит от того, входят ли осколки инициатора в полимер только в результате реакции инициирования или также в результате реакции обрыва. Применение радиоактивной перекиси бензоила позволило точно определить количество осколков, вошедших в полимер. [16]
Следовательно, в процессе работы котла образуется новое ядерное горючее, а именно плутоний, накапливающийся в урановых стержнях. Можно без труда подсчитать, что при потреблении одного килограмма ядерного горючего выделяется столько тепла, сколько при сжигании около 3000 тонн угля. Поэтому такой котел, как Саклейский, при выделении 1000 квт тепла потребляет около 1 1 г урана 235 в день и одновременно вырабатывает 1 г плутония. Надо отметить, что поглощение в осколках деления вызывает бесполезную потерю нейтронов, и поэтому при увеличении количества осколков в ходе работы котла реактивность его снижается; в результате реактор отравляется, и урановые стержни приходится заменять новыми. Отработанные стержни подвергают химической обработке с целью удаления продуктов расщепления, а также с целью отделения плутония. [17]
Оценим теперь выход радиоактивных изотопов при работе ядерных реакторов и сопоставим его с выходом, достижимым на ускорителях. Характеристикой работы ядерного реактора является его мощность, которая может быть вычислена из данных о процессе деления урана. В самом деле, известно, что кинетическая энергия разлетающихся осколков деления близка к 200 мэв, или 3 2 - Ю-4 эрг. В каждом акте деления U235 тепловыми нейтронами испускается в среднем 2 5 вторичных нейтрона. Можно считать, что один из них идет на поддержание цепной реакции, а 1 5 - поглощаются U238 с образованием в конечном счете плутония. Тогда образованию одного грамма плутония соответствует энергия в 14 000 киловатт-часов. Таким образом, реактор с относительно малой мощностью в 1000 квт уже может дать ежесуточно почти 2 грамма плутония и более одного грамма всевозможных осколков деления. Однако эти продукты работы реактора необходимо выделить из исходного материала - урана, причем, концентрация осколков деления и плутония весьма мала. Изотоп U235 составляет всего Vuo часть в естественной смеси изотопов урана. На самом же деле цепная реакция останавливается задолго до полного выгорания U235, как только вероятность захвата нейтронов ядрами U238 или их выхода за пределы реактора становится выше вероятности поглощения нейтронов ядрами U235, концентрация которых в ходе работы реактора убывает. Поэтому выделение граммов плутония производится не из сотен граммов, а из десятков и сотен килограммов урана. Таково же, примерно, и соотношение, количеств осколков деления и исходного урана. [18]