Reaktorfizika I.

Előszó

Részlet:
AZ ÖNFENNTARTÓ LÁNCREAKCIÓ
1.
Önfenntartó láncreakció létrejöttének feltételei
Az a tény, hogy bizonyos anyagok /pl. uránium/ atommagjait neutronokkal bombázva ujabb neutronok jönnek létre /méghozzá minden hasadási aktus átlagban egynél több neutron létrejöttét eredményezi/, melyek ismét hasitva egyes atommagokat tovább növelhetik a közegben a neutronszámot, megadja az elvi lehetőséget önfenntartó láncreakció megvalósitására. Az ilyen önfenntartó láncreakciók létrehozása mind technikai, mind pedig fizikai szempontból döntő fontosságu. A technika szempontjából az ilyen láncreakció uj energiaforrást jelent, a fizika számára pedig módot nyujt nagy neutronsürüségek előállitására, ami bizonyos fizikai kisérleteknél nélkülözhetetlen.
Tekintsünk egy rendszert, mely bizonyos mennyiségü hasadó anyagot tartalmaz és injektáljunk ebbe a rendszerbe néhány termikus neutront. Nyilvánvalóan nem bizonyos, hogy önfenntartó láncreakció fog létrejönni. Mindenekelőtt lehetséges, hogy a neutronok még mielőtt bármilyen megreakciót létrehoztak volna, eltávoznak a rendszerből /kiszökés/ és ilyen módon a láncreakció meg sem indul. De tegyük fel, hogy a láncreakció megindult, azaz a neutronok néhány atommagot hasitva gyors neutronokat hoztak létre és az igy keletkezett neutronok száma felülmulja az injektált neutronok számát. Ekkor is megvan még a lehetőség arra, hogy a láncreakció elakad. A U235-t ugyanis nagy valószinüséggel csak termikus neutronok hasitják. Ezért a rendszerbe lassitó anyagot /moderátort/ is kell helyezni, hogy a gyors neutronok lelassulva képesek legyenek hasadás létrehozására. Mármost a lelassulás során ujra megvan a veszélye annak, hogy a neutron kiszökik a rendszerből. Az ismegtörténhet, hogy a lelassulási folyamat alatt befogódik az üzemanyagba /Pl. U238 + U235-be/ azt nem hasitja és ilyen módon elvész a folyamat továbbfejlődése szempontjából. x/ /rezonancia befogás/. Ha azonban a neutron kikerülve a befogadás veszélyét mégis elér a termikus tartományba, akkor sem biztos még, hogy hasadást fog létrehozni, hiszen még mindig fennáll a rendszerből való kiszökés lehetősége, továbbá elég nagy a valószinüség arra, hogy a neutron a moderátorba vagy a szerkezeti anyagok valamelyikébe fogódik be vagy az üzemanyag fogja be ugyan, de azt nem hasitja. Vissza