Реакция деления ядра. Цепные ядерные реакции
Реакция деления ядра заключается в том, что тяжелое ядро под действием нейтронов или других частиц делится на несколько более легких ядер (осколков), чаще всего на два ядра близких по массе. Эта реакция сопровождается испусканием двух трех вторичных нейтронов, называемых нейтронами деления. Для деления ядер урана
В осколках деления ксеноне и стронцие наблюдается нейтронный перегруз, т.е. для данного типа ядер число нейтронов велико настолько, что получившееся ядро также неустойчиво, и в свою очередь претерпевает распад или цепочку распадов, пока соотношение между протонами и нейтронами не достигнет такой величины, что осколок станет устойчивым.
Вероятность деления ядер определяется энергией нейтрона. Нейтроны, обладающие энергией активации (минимальной энергией, необходимой для осуществления реакции деления ядра) порядка 1 МэВ могут вызвать деление ядер урана, тория и т.д. Разность между энергией выделившейся при делении ядра и энергией нейтрона называется энергетический выход реакции.
Испускаемые при делении ядер вторичные нейтроны могут вызвать новые акты деления, что делает возможным осуществление цепной ядерной реакции – ядерной реакции, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции. Цепная реакция характеризуется коэффициентом размножения k нейтронов, который равен отношению числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. Для цепной реакции необходимо, чтобы k³1.
Минимальная масса делящегося вещества, необходимая для осуществления цепной реакции называется критической массой.
Цепные реакции делятся на управляемые и неуправляемые. Взрыв атомной бомбы является примером неуправляемой реакции. Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах. Для того, чтобы реакция стало управляемой необходимо контролировать число нейтронов в зоне реактора. Для этого ставят так называемые поглотители нейтронов. Хорошим поглотителям является графит. Графитные стержни вводят в рабочую зону реактора. Количество стержней определяет величину рабочей зоны и температуру реактора.
