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

Usunięta treść Dodana treść
Nie podano opisu zmian
Nie podano opisu zmian
Linia 3:
 
==Łańcuchowe reakcje rozszczepienia==
Proces zapoczątkowany przez neutrony pierwotne jest źródłem neutronów wtórnych, tzn. natychmiastowych (wysyłanych od razu po fragmentacji jądra C i wtórnych powstałych przez wysyłanie neutronów przez produkty reakcji, te neutrony mogą wywoływać reakcje rozszczepienia dalszych jąder prowadzących do reakcji łańcuchowych. Warunkiem aby zaszła reakcja łańcuchowa w {{linkWzór|6.13|Wstęp_do_fizyki_jądra_atomowego/Reakcje_jądrowe}} jest by &nu;>1, co jest spełnione dla jąder ciężkich, dla energii neutronów termicznych tzn. dla <sup>233</sup>U, to &nu;=2,58(6), dla <sup>235</sup>U, to &nu;=2,47(3), dla <sup>239</sup>Pu, to &nu;=3,05(8), które zachodzą przy energii progowej E<sub>prog</SUBsub><S<SUBsub>N</SUBsub>. &nu; rośnie ze wzrostem E<sub>n</sub> neutronów pierwotnych, tzn. dla <sup>239</sup>Pu, gdy E<sub>n</sub>=14MeV, to &nu;=5.
 
'''Oddziaływanie neutronu z jądrem atomowym może prowadzić do:'''
Linia 38:
{{IndexWzór|<math>k=k_{\infty}{{N_{powst}-N_{uc}}\over{N_{powst}}}=k_{\infty}\left(1-{{N_{uc}}\over{N_{powst}}}\right)\;</MATH>|7.10}}
Stała k<sub>&infin;</sub> jest zależna od definicji stałej k {{LinkWzór|7.7}} i stosunek liczby neutronów uciekających do powstających są równe:
{{FlexRowElastycznyWiersz|1={{IndexWzór|<MATH>k_{\infty}=\nu{{\sigma_f}\over{\sigma_{wychw}}}\;</MATH>|7.11}}|2={{IndexWzór|<MATH>{{N_{uc}}\over{N_{powst}}}\sim{{S}\over{V}}\;</MATH>|7.12}}}}
Widzimy, że k<sub>&infin;</sub> jest zależna od stosunku przekroju czynnego na rozszczepienie &sigma;<sub>f</sub> i przekroju czynnego na wychwyt neutronów i jest zależna od liczby neutronów &nu; powstających w wyniku reakcji łańcuchowej. Czym większy jest stosunek liczby neutronów uciekających do neutronów powstających, to im większy jest stosunek powierzchni czynnej masy (podkrytycznej, krytycznej lub nadkrytycznej) do objętości tejże masy, to czym mniejsza jest liczba "k". W przypadku czystego <sup>238</sup>U mamy k<sub>&infin;</sub><1, bo gdyż {{Formuła|<MATH>{{\sigma_f}\over{\sigma_{wychw}}}\simeq 0,25\;</MATH>}} oraz &nu;&asymp;2,5, więc dla tego przypadku nie można zrealizować masy krytycznej. Dla <sup>235</sup>U dla neutronów termicznych mamy {{Formuła|<MATH>{{\sigma_f}\over{\sigma_{wychw}}}\simeq{{580b}\over{690b}}\simeq 0,854\;</MATH>}} i &nu;&asymp;2,5, więc {{linkWzór|7.11}} k<SUB>&infin;</sub>>1. Podobnie można uzyskać k<sub>&infin;</sub>&ge;2 dla <sup>233</sup>U i dla <sup>239</sup>Pu. Masa krytyczna zależy od {{Formuła|<MATH>{{S}\over{V}}\;</MATH>}} i od reflektora neutronów (jest to warstwa materiału o właściwościach odbijających uciekających neutronów z powrotem do rdzenia reaktora). Stan krytyczny można uzyskać na uranie naturalnym stosując moderator D<sub>2</sub>0 w reaktorach jądrowych. W reaktorach jądrowych stosuje się paliwo wzbogacone w <sup>235</sup>U (<sup>233</sup>U lub <sup>239</sup>Pu). w bombach jądrowych najczęściej stosuje się czysty <sup>235</sup>U lub <sup>239</SUP>Pu dla zmniejszenia jego rozmiarów.
 
Linia 355:
</MATH>|17.25}}
Zasadniczo mają najważniejszy wpływ dwie pierwsze reakcje {{LinkWzór|17.25}}, które tworzą samopodtrzymujący się cykl. Pierwsza dostarcza tryt do drugiej reakcji, a druga reakcja neutronów do pierwszej.
<noinclude>{{kreska nawigacja|Wstęp do fizyki jądra atomowego{{AktualnaKsiążka}}|Oddziaływanie promieniowania z materią{{NastępnyArtykuł}}|Reakcje jądrowe{{PoprzedniArtykuł}}}}</noinclude><noinclude>{{SkomplikowanaStronaKoniec}}</noinclude>