Распад урана цепной

Немцы имели вполне достаточные научные представления о процессах получения атомной энергии. Они знали о распаде ядра урана, знали о происходящем при этом выделении нейтронов и возможности получить цепную реакцию распада урана с попутным выделением огромного количества энергии. Они работали над конструкцией урановых машин с применением окиси урана и металлического урана, а в качестве замедлителей нейтронов — тяжелой воды и парафина. Изучалось влияние на размножение нейтронов в урановой машине различной формы кусков металлического урана или окиси урана (пластины, кубы, цилиндры, порошок), и был сделан правильный вывод о неудовлетворительности окиси урана, металлического порошка и пластин и предпочтительности кубов и цилиндров. [c.376]

Уран в настоящее время приобрёл большое значение как источник энергии (см. Цепной распад урана, стр. 323). [c.286]

Для описанных выше реакторов бесполезно пытаться заранее предусмотреть то количество нейтронов, которое может вызвать цепную реакцию. Земная атмосфера благодаря космическому излучению или распаду радиоактивных веществ, всегда имеющихся в земной коре, обладает достаточным количеством свободных нейтронов, чтобы вызвать первое деление. С другой стороны, в массе урана всегда происходит спонтанное деление, в результате которого возникают первичные нейтроны. [c.128]

Плутоний наравне с легким изотопом урана используется в реакторах специального типа. Оба эти элемента сравнительно легко распадаются под воздействием как быстрых, так и медленных нейтронов. Поэтому для осуществления цепной реакции необходимо значительно меньшее их количество, чем в случае использования обычного урана, содержащего большие количества ""ги. [c.143]

Однако при работе ядерного реактора в результате деления ядер урана-235 в урановых стержнях начинают накапливаться продукты радиоактивного распада, или, как их называют, осколки деления. Эти осколки деления ядер урана-235 являются ядрами других, более легких элементов, имеющих атомный вес от 72 до 158. Некоторые ив этих ядер жадно поглощают нейтроны. Поэтому по мере накопления в урановых стержнях осколков деления все большее и большее количество выделяющихся в результате цепной реакции нейтронов начинает пропадать впустую, их захватывают ядра осколков деления. Поэтому через некоторое время урановые стержни вынимают из реактора, а на их место вставляют новые, свежие урановые стержни. Чтобы работа реактора протекала непрерывно, замену урановых стержней производят по секциям. Поэтому в атомном реакторе всегда наряду со старыми , уже кончающими свой срок службы, имеются и молодые стержни, которые лишь недавно попали в реактор. [c.92]

Топливом называется горючее вещество, которое по техникоэкономическим соображениям целесообразно использовать для получения тепла в энергетических, промышленных и отопительных установках. До настоящего времени тепло получается путем сжигания углеродистого топлива органического происхождения. Теперь начинает использоваться еще тепло ядерного топлива, выделяемое при цепных реакциях распада ядер урана и плутония. [c.132]

Наиболее мощным источником нейтронов, являются урановые реакторы, в которых осуществляется цепной распад ядер урана Образующиеся при этом нейтроны вначале имеют большие скорости, но быстро замедляются до тепловых скоростей. [c.206]

К этому нужно еще добавить энергию, уносимую фотонами, образующимися в процессах радиационного захвата (V — 1) нейтронов, не участвующих в механизме цепной реакции. Соответствующая энергия равна приблизительно 6 (V — 1) МэВ и в случае урана составляет примерно 8,5 МэВ. В то же время электронные антинейтрино, образующиеся в процессах Р -распада продуктов деления, не взаимодействуют с окружающим их веществом, и поэтому из полной энергии необходимо вычесть уносимую антинейтрино энергию, которая в случае урана составляет приблизительно 9,6 МэВ. [c.281]

Имеющееся предложение А.И. Алиханова и Алиханьяна об использовании радиоактивности продуктов распада урана также не может дать чего-нибудь особенно эффективного после того, как было показано, что для проведения цепной реакции нужно обогащать уран или выделять... [c.421]

Деленне тяжелых ядер. Цепной распад урана [c.346]

Р-распад, каждый акт которого превращает нейтрон в протон. И действительно, осколки деления являются интенсивнейшими Р-излучателями. Бета-распады часто сопровождаются -перехо-дами. Кроме того, около десяти у-квантов испускается во время самого акта деления. Поэтому ядерные реакторы являются мощными источниками р- и у-излучений. Во-вторых, перегруженность нейтронами может быть столь сильной, что во время деления или сразу же после него (обычно не позднее, чем через 5-10 с) испускаются нейтроны. Например, при каждом акте деления изотопа урана 82 - вылетает в среднем 2,5 нейтрона с энергиями от нуля до нескольких МэВ. Этот процесс приводит к размножению нейтронов. Существование процесса размножения делает возможным осуществление цепной реакции деления (см. гл. XI, 2). Небольшое количество нейтронов вылетает не в момент акта деления, а несколько позже. Эти нейтроны называются запаздывающими. Время запаздывания может доходить до нескольких минут. Происхождение запаздывающих нейтронов таково после одного или нескольких последовательных (3-распадов (на которые и уходит время запаздывания) ядро становится нестабильным по отношению к вылету нейтрона. Такое ядро мгновенно, т. е. за время порядка времени пролета, испускает нейтрон, Наличие запаздывающих нейтронов, несмотря на их ничтожное количество, важно для стабильности работы ядерных реакторов (см. гл. XI, 3). [c.542]

Другим очень редким типом ядерной реакции является спонтанное деление ядер урана и плутония. Изредка эти ядра могут самопроизвольно расщепляться, подобно тому, как они самопроизвольно излучают альфа-частицы при радиоактивном распаде, то есть расщепляться без какого-либо явного внещнего воздействия, как, например, при поглощении нейтрона. Хотя этот процесс является редким и не совсем до конца понятным, его учет тем не менее также необходим при конструировании ядерного реактора, поскольку этот физический процесс является дополнительным источником нейтронов. Так, в одном грамме природного урана спонтанное деление происходит один раз в 100 с, и в результате каждого такого деления образуются два или три нейтрона. Следовательно, в большом ядерном реакторе, содержащем от 10 до 10 кг урана, каждую секунду образуются миллионы нейтронов дополнительно к тем, которые возникают в результате цепной реакции. [c.58]

Если подсчитать, какое количество энергии выделится при полном распаде 2 кг урана, то получится, на первый взгляд, очень большая величина, эквивалентная -10" тонн угля. Эта величина казалась очень большой только до тех пор, пока мы могли надеяться на непосредственное использование энергии урана без обогащения 0235, использования гелия и тому подобных ухищрений. Однако как только было показано, что осуществить цепную реакцию так просто не удастся, необходимо было вспомнить о том, что 10 тонн угля — крайне малая величина по сравнению с теми затратами, которые нужно произвести, например, для обогащения 235 изотопом урана. Стоимость 10 тонн угля — всего 50-150 тьюяч рублей, что неизмеримо меньше затрат на обогащение урана легким изотопом (2 кг взяты потому, что при проведении реакции на медленных нейтронах выгорать будет только 0-235). [c.417]

При радиоактивном распаде ядер общее количество выделяющейся энергии незначительно. Наиболее трудные теоретические и практические проблемы встали при попытках выделить и целесообразно использовать большие количества ядерной энергии. В 1939 г. была открыта ядерная реакция деления тяжелых ядер, в частности ядер урана. Особенность этой реакции состоит в том, что ири делении ядер урана с большой, скоростью вылетают нейтроны, способные вызвать дальнейшее деление следующих ядер, т. е. сделать реакцию непрерывной, самораз-вивающейся, или, как говорят, цепной. Прямым подтверждением испускания нейтронов при делении урана явились работы французских физиков Ф. Жолио-Кюри, Г. Альбано и Л. Коварски. В 1939—1940 гг. советские ученые Я. Б. Зельдович и Ю. Б. Харитон произвели первый принципиальный расчет цепных реакций деления, а в 1942 г. такая реакция была практически осуществлена итальянским ученым Э. Ферми, работавшим в США. [c.10]

Энергия, освобождаемая при делении ядра урана, составляет около 200 MeV. В процессе деления выбрасываются быстрые нейтроны, которые теряют энергию путём неупругих столкновений с ядрами урана. В случае изотопа урана с массой 235 под действием медленных нейтронов происходит цепной распад, так как в результате исходного деления образуется не меньше чем два нейтрона, которые в свою очередь вызывают распад. Число распадающихся атомов лавинно нарастает, что приводит к взрыву с выделением огромного количества энергии. Образующиеся в результате распада нейтроны могут вылетать за пределы взятого объёма урана, и цепной процесс остановится. Поэтому размер устройства, содержащего уран, должен быть больше критического, т. е. такого, при котором количество освобождаемых при делении нейтронов в точности равно их потере вследствие вылета и захватов, не сопровождающихся делением. Изотоп урана с массой 235 содержится в природном уране в количестве 0,71%. Поэтому для осуществления реакции цепного взрыва необходимо уран обогатить содержанием лёгкого изотопа) что достигается с большим трудом рядом методов (электромагнитное разделение, термодиффу-зия и т. д.). Цепному распаду подвергается и элемент с Z = 94—плутоний. Плутоний получают из обычного урана в так пазы- [c.323]

ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИ И, химические реакции, характеризующиеся тем, что в результате элементарного химич. процесса снова получаются активированные молекулы (см. Кинетика химическая), вследствие чего элементарная химич. реакция повторяется много раз. Примером Ц. р. моясет служить реакция образования хлористого водорода из элементов, которая согласно Нернсту идет сл. образом вследствие теплового движения или в результате поглощения света молекула С1г распадается на атомы, к-рые являются начальными центрами реакции. При столкновении атомов С1 с молекулами П происходит реакция С1-1-Н2 = НС1+Н получающиеся при этом атомы Н реагируют с молекулами С1г согласно ур-ию НН-С12 = НС1+С1. В результате реакции возрождается атом хлора, к-рый реагирует дальше с водородом. В газовой смеси происходит т. о. целый ряд связанных друг с другом элементарных процессов. Каждая Ц. р. может быть разбита на ряд тождественных звеньев, причем потребляющиеся активные центры при завершении звена возрождаются и дают начало возникновению следующего звена. [c.367]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...