Реакция расщепления урана

Атомную бомбу нельзя получить из куска природного урана 37, который в основном (свыше 99%) состоит из урана-238 любой нейтрон, если только он не обладает исключительно высокой энергией, будет скорее захвачен ядром урана-238, чем начнет расщепление. Таким образом, преобладание урана-238 в урановой руде приводит к тому, что нейтроны, появившиеся в результате любого случайного расщепления, пожираются ядрами урана-238, прежде чем возникнет цепная реакция. Это напоминает попытку разжечь огонь из мокрых дров тепло от спички не сможет вызвать химическую цепную реакцию, поскольку будет поглощаться молекулами воды (по мере их испарения из дров). Сложность расщепления урана-238, по-видимому, обусловливается заполненностью оболочек нуклонов в ядрах этого изотопа урана, что приводит к стабильности таких ядер Трудности с расщеплением природного урана касаются и его использования в энергетических реакторах. В следующей главе будет рассказано, как преодолевается это и другие препятствия на пути к промышленному исполь- [c.63]

При расщеплении урана-235 в атомном котле имеют место три явления во-первых, освобождение определенного количества нейтронов. Один из этих нейтронов должен быть использован для начала цепной реакции, которая поддерживает горение ядерного горючего. Другой нейтрон попадает в ядро нерасщепляющегося урана-238 и превращает его в расщепляющийся плутоний. И, наконец, высвобождается огромное количество атомной энергии, которая в [c.443]

Спустя несколько месяцев экспериментально подтвердилось предположение теоретиков о том, что расщепление урана сопровождается испусканием дополнительных нейтронов. Стало ясно подобно горению, ядерная реакция может поддерживаться сама собой. До открытия деления ученые скептически относились к возможности освоения ядерной энергии в ближайшие 100—200 лет. [c.82]

Кадмий применяют в стекольной промышленности, в живописи (лучшая желтая краска), а также в пиротехнике для получения синего пламени. Галоидные соли кадмия используют в фотографии. Кадмий более других элементов склонен поглощать нейтроны, которые служат для расщепления урана, поэтому его применяют в атомном котле для управления реакцией распада урана. [c.408]

При наладочных испытаниях котла на большой мощности были вскрыты и новые закономерности цепной ядерной реакции. Оказалось, что в уран-графи-товом котле с водяным охлаждением нагрев графита приводит не к затуханию, а к развитию цепного процесса. Были изучены также закономерности развития цепной ядерной реакции, связанные с образованием при расщеплении ядер урана радиоактивного ксенона. Они придают весьма своеобразный вид временной зависимости коэффициента нейтронного размножения котла и требуют внесения некоторых изменений в принятый режим эксплуатации агрегата. [c.517]

Всего сейчас известно 19 изотопов радона с массовыми числами 204 и от 206 до 224. Искусственным путем получено 16 изотопов. Нейтронодефицитные изотопы с массовыми числами до 212 получают в реакциях глубокого расщепления ядер урана и тория высокоэнергичными протонами. Эти изотопы нужны для получения и исследования искусственного элемента астата. Эффективный метод разделения нейтронодефицитных изотопов радона разработан недавно в Объединенном институте ядерных исследований. [c.28]

И поэтому конструкторы предложили для таких реакторов использовать меньшее количество замедлителя, лишь ровно столько, чтобы замедлить нейтроны только до промежуточных энергий (скажем, несколько сот электрон-вольт). Однако этот интервал энергий как раз попадает в диапазон резонанса, для которого характерно максимальное поглош,ение нейтронов ядрами урана-238. Следовательно, для того чтобы в таком реакторе проходила самоноддерживающаяся цепная реакция, урановое топливо должно быть очень сильно обогащено ураном-235. Кроме того, было применено следующее интересное явление, заключающееся в том, что ядерное сечение расщепления ядер урана-235 нейтронами также имеет несколько пиков в диапазоне резонанса. Поэтому было предложено замедлять нейтроны в данном реакторе до таких энергий, значения которых группировались бы около одного из максимумов расщепления урана-235, избегая в то же время максимумов поглощения нейтронов ядрами урана-Й8 (рис. 28). Используя этот принцип, сконструировали несколько промежуточных реакторов, в одном из которых топливом, например, служил сильно обогащенный уран, замедлителем — металлический бериллий, а теплоносителем — жидкий натрий [c.85]

При осуществлении ядерной реакции расщепления атома изотопа урана выделяется огромное количество энергии, из которой около 82% приходится на долю тепловой энергии продуктов реакции, а кахадый килограмм такого атомного топлива дает около 80 Тдж тепла (что эквивалентно сжиганию примерно 2,5 тыс. т каменного угля). Еще больше тепла выделяется при ядерных реакциях синтеза легких элементов [Л. 6]. Поэтому, учитывая большие запасы в природе нашей планеты необходимого для таких реакций сырья, можно считать возможности атомной энергетики практически неисчерпаемыми. Естественно, что как только атомная физика достигла необходимого уровня развития, по всему миру, а в первую очередь в СССР, развернулось строительство атомных теплоэнергетических установок. Первая в мире атомная электростанция [c.233]

В силу очень короткого периода полураспада (5 тсек.), АсС всегда находится в равновесии с материнским веществом. geAt был обнаружен также и среди продуктов расщепления урана частицами большой энергии [ИЗ]. Столь же хорошо известна и реакция 8зВ12 > п) ssAt i [163]. [c.86]

Еще один способ получения астата основан на реакциях расщепления ядер урана или тория при облучении их альфа-частицами или протонами высоких энергий. Так, например, при облучении одного грамма металлического тория протонами с энергией 660 Мэв на синхроциклотроне Объединенного института ядерных исследований в Дубне получается около 20 микрокюри (иначе 3 -10 атомов) астата. Однако в этом случае гораздо труднее выделить астат из сложной смеси элементов. Эту нелегкую проблему сумела решить группа радиохимиков из Дубны во главе с В. А. Халкиным. [c.19]

Этот новый тип ядернон реакции получил название реакции деления (расщепления) урана. [c.346]

На рис. 15 показано (весьма схематично), как развивается нейтронная цепная реакция в уране. Ради простоты мы приняли, что при расщеплении одного ядра урана образуется два нейтрона Из рисунка видно, что количество расщепляющихся ядер удваивается с каждой ступенью цепной реакции, и если никак не контролировать это увеличение, то реакция распространится с неимоверной быстротой и приведет к ядерному взрыву. Например, известно, что спустя 10- с после начала расщепления образовавшиеся осколки ядра излучают все свои мгновенные нейтроны Дальнейшее расщепление, вызванное этими нейтронами, происходит не позже чем через 10 с, то есть примерно каждые 10 с удваивается (рис. 16) количество нейтронов и расщепляющихся ядер (в предположении, что отсз тствуют потери нейтронов). Таким образом, спустя 7,5-10 с после расщепления одного ядра этот процесс распространяется на 102 —10 ядер, которые предположительно имеются в 1 кг (или более) урана. В грубом приближении именно все это и происходит при взрыве атомной бомбы. [c.51]

Тепловые реакторы работают на природном уране, который, как мы помним, почти целиком (более 997о) состоит из урана-238. Последний не расщепляется, а лишь поглощает нейтроны высоких энергий и тем самым исключает распространение в нем цепной реакции. Так как же работает данный реактор Оказывается, все дело в уменьшении скорости нейтронов — при помощи подходящего вещества можно замедлить нейтроны до такой степени, что вероятность их поглощения ядром урана-238 становится равной вероятности расщепления ими ядра урана-235. Однако прежде чем перейти к более подробному рассмотрению процесса замедления, отметим, что вероятность взаимодействия нейтрона (или какой-нибудь другой элементарной частицы) с [c.72]

Вероятность столкновения частицы (например, нейтрона) с атомным ядром зависит от площади мишени, то есть от поперечного сечения ядра. Однако при определении вероятности возникновения ядерной реакции следует учитывать, что атомное ядро представляет собой специфический источник ядерных и электрических сил, и поэтому имеет смысл говорить об эффективном поперечном ядерном сечении, которое, конечно, зависит от различных свойств данного ядра. Далее мы эту величину будем называть просто ядерным сечением, помНя, естественно, что оно не является собственно поперечным сечением атомного ядра. Величина ядерного сечения зависит и от свойств элементарных частиц, участвующих в ядерной реакции. Поскольку радиус действия электрических сил теоретически бесконечен, то, следовательно, для заряженных частиц, таких, как протоны и электроны, атомное ядро, благодаря своему положительному заряду, будет иметь ядерноё сечение, отлич ное от того, которое характерно для случая взаимодействия ядра с нейтроном, так как сфера действия ядерных сил не превышает см. Величине ядерного сечения присущи и другие зависимости от энергии пролетающей частицы, от конкретного типа ядерной реакции. Так, например, нейтрон может различным способом взаимодействовать с ядром урана он способен вызвать расщепление ядра, но может и просто быть захвачен ядром (без последующего расщепления). Для каждого из этих случаев существуют различные ядерные сечения, то есть имеются различные вероятности возникновения каждого из этих ядерных взаимодействий. [c.73]

Данные о точном числе нейтронов, освобождаемых из каждого атома расщепляемого урана-235, до сих пор строго засекречены. Однако в 1939 году профессор Лео Сцилард в своем докладе утверждал, что при каждом расщеплении освобождается в среднем 2,3 нейтрона. Один нейтрон, конечно, необходим для поддержания цепной реакции и, таким образом, для получения плутония из урана-238 или превращения тория в уран-233, остается 1,3 нейтрона, предполагая, конечно, что не имеется сколько-нибудь значительной утечки нейтронов. [c.443]

Статьи Гана и Штрассмана, Мейтнер и Фриша знаменовали новый этап в изучении свойств урана. После их появления цепная реакция познания элемента № 92 набрала силу. Почти во всех физических лабораториях мира ставились опыты по расщеплению уранового ядра. Многие ученые подтвердили правильность выводов Мейтнер и Фриша. Одним из первых был Фредерик Жолио. Французский физик нанес на поверхность фольги тонкий урановый слой и поместил получившуюся мишень в счетчик заряженных частиц. Когда к счетчику под- [c.81]

Расщепление уранового ядра и открытие цепной реакции деления подвели итог каскаду великолепных, ни с чем не сравнимых открытий. Одним из них стало открытие спонтанного деления ядер урана (К. А. Петржак и Г. Н. Флеров, 1939—1940 годы, Ленинград). [c.83]

Процесс горения адерного топлива— это самоподдерживающаяся управляемая цепная реакция деления атомных ядер под воздействием нейтронов, при которой происходит перестройка адер, т. е. образование новых элементов.. Цепной, или непрерывный характер адерных реакций, может быть обеспечен в том случае, если после каждого акта деления ядра испускается, по крайней мере, один нейтрон, который, в свою очередь, может явиться снарядом , вызываюпщм деление другого ядра (при делении ядра в среднем выделяется 2.5 нейтрона). Каждый нейтрон, испускаемый при расщеплении ядра, обладает значительной энергией (в среднем около 2 МэВ), достаточной для деления всех изотопов урана, а также тория и плутония [c.523]

При этом испускаются нейтроны, которые, в свою очередь, служат снарядами для бомбардировки и вызывают расщепление новых ядер (цепная реакция). Это расщепление сопровождается высвобождением энергии. При расщеплении одного атома урана 235 выделяется количество энергии, равное около 200 Мэе (миллионов электрон-вольт). Эта энергия распределяется по различным формам, как показано в табл. 8 (по данным Бонилла). [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...