Ланцюгова реакція поділу ядер урану, об'єднання вчителів санктрпетербурга

Н. Бор. Я.И Френкель запропонував крапельну модель ядра атома. Вона дає уявлення про ядро ​​як про позитивно зарядженої краплі рідини. Ядро, яке поглинуло нейтрон, знаходиться в збуджений-ном стані і подібно до краплі ртуті при поштовху починає колі-баться, змінюючи свою форму. Коли енергія збудження стане більше енергії зв'язку, то за рахунок кулонівських сил ядро ​​розірве-ся на дві частини, які розлетяться в протилежні сторо-ни. Таким чином, кінетична енергія нових ядер обумовлюються ливается кулоновскими силами.

Ланцюгова реакція поділу ядер урану - це реакція, в ко-торою частки (нейтрони), що викликають цю реакцію, утворюються в процесі розподілу ядра. Для здійснення цінної реакції придатні лише ядра. Природний уран складається з (0,7%), (97,3%). Ядра діляться як швидкими, так і повільними нейтронами, - тільки швидкими з енергією 1 МеВ. Нейтронів з такою енергією при розподілі 60%, але тільки один з п'яти робить розподіл.

Цінну реакцію чистого ізотопу здійснити повільними нейтронами неможливо. Для її перебігу необхідно, щоб коефіцієнт розмноження до нейтронів був k. 1. У цьому випадку число нейтронів збільшується або залишається постійним і цінна реакція протікає. при k <1 число убывает и цепная реакция невозможна.

Коефіцієнт розмноження збільшується при захваті повільних ядром або швидких ядрами і з після-дме розподілом, зменшується при захопленні нейтрона ядром без подальшого поділу, при вильоті нейтрона з речовини, що ділиться, при захопленні нейтрона продуктами поділу, сповільнювачами і конструктивними елементами установки.

З метою зменшення вильоту з шматка урану збільшують масу урану. Кількість розпалися ядер пропорційно масі урану, яка росте швидше, ніж площа його поверхно-сти, якщо форма урану з критичною масою куляста.

Мінімальне значення маси урану, при якій можлива ланцюгова реакція, називається критичною масою. Залежно від пристрою установок і типу пального критична маса змінюється від 250г до сотень кілограмів.

Існують два види ядерних реакцій: некерована цінна реакція і керована ланцюгова реакція.

Некерована ланцюгова реакція протікає, якщо k> 1.

Як ядерного пального використовується в основному або, якщо їх маса більше або дорівнює критичній масі.

якщо кожен з нейтронів, що вилетів при розподілі, взаємо-модействие з сусідніми ядрами речовини, що ділиться і викли-кість в них наступну реакцію поділу, то відбувається лавина-образне наростання числа актів поділу: один нейтрон -

перше покоління, два нейтрона - друге покоління, чотири нейтрона - третє покоління, вісім нейтронів - четверте покоління і т. д.

Швидке виділення енергії в такій системі призводить до вибуху.