Wstęp do fizyki jądra atomowego/Łańcuchowe reakcje rozszczepienia. Reaktory jądrowe. Bomba jądrowa: Różnice pomiędzy wersjami

Dla jądra ²³⁵U przechwyt neutronu jest możliwy, bo energia separacji neutronu w jądrze ²³⁶U jest większa niż jego bariera potencjału, dlatego może w nim zachodzić rozszczepienie na lżejsze jądra. Przekrój czynny na rozszczepienie na tym jądrze bardzo szybko rośnie wraz ze zmniejszaniem się energii neutronów, dla E_n&ge;1 keV, omawiany przekrój czynny jest mniejszy niż 10b, a natomiast dla energii E_n=0,025eV jest równy 580b. By zwiększyć przekrój czynny reakcji na rozszczepienie stosuje się moderator, który nie może być on np. w stanie gazowym, by miał dostateczną dużą gęstość, a jego przekrój czynny na pochłanianie neutronów był możliwie mały. Zadaniem modelatora jest zmniejszanie prędkości neutronów szybkich, najlepiej, by modelator składał się z atomów możliwie lekkich, wtedy straty energii neutronów na modelatorze były możliwie duże. W reaktorach jądrowych stosuje się D₂0 i grafit. Reakcje (n,f) na jądrze <Sup>238</sup>U zachodzą, gdy energia neutronów jest E_n&ge;1,5MeV, czyli w tym przypadku mamy do czynienia z neutronami szybkimi. W przedziale energii neutronów wynoszącej od 1,5 do 20MeV przekrój czynny na rozszczepienie jest &sigma;<Sub>f</sub><1,5b. A przy tych energiach procentowo ilość reakcji na rozszczepienie względem rozpraszania nieelastycznego neutronu jest równa stosunkowi:

{{IndexWzór|<MATH>{{\sigma_f}\over{\sigma_{\gamma}+\sigma_f}}\simeq 0,25\;</MATH>|7.6}}

===Warunki na zajście reakcji łańcuchowej===

Nie każdy neutron wytworzony w wyniku reakcji rozszczepienia prowadzi do reakcji rozszczepienia, więc warunek &nu;>0 nie jest wystarczający. Stosunek liczby neutronów dla dowolnej generacji do liczby neutronów aby następował ich wychwyt do reakcji rozszczepienia jest zwany stosunkiem mnożenia neutronów lub stosunkiem powielania neutronów: