трона. При цьому вид Залежно s (E Н ) визначається тим, до якої області належить енергія нейтрона E Н . Відповідно з цим прийнято ділити область енергій на три частини: Область теплових нейтронів, де E <0,625 еВ; область проміжних нейтронів або резонансна область, де 0,625 еВ 0.1 МеВ;
2.3 Реакція радіаційного захоплення і реакція розсіювання
Розглянемо коротко два важливих типу ядерних реакцій - захоплення (поглинання) і розсіяння, а потім перейдемо до докладного опису третього - реакції поділу ядер, яка необхідна для підтримки ланцюгової реакції.
В
2.3.1 Реакція розсіювання
Існує два типи реакцій розсіювання: пружне взаємодія, при якому сумарна кінетична енергія взаємодіючих нейтрона і ядра не змінюється після реакції і непружне взаємодія, при якому частина кінетичної енергії йде на збудження кінцевого ядра і потім випускається у вигляді g-кванта. <В
E 0 A E 1
n A
n E 2
В
n
n A A +1 g
В
A
Потрібно відзначити, що реакція непружного розсіяння відбувається лише за певних значеннях енергії нейтрона (E пір В»0,1 МеВ), у той час як енергія пружного розсіяння можлива завжди.
Значення реакції розсіяння в ядерній енергетиці важко переоцінити, оскільки саме на ній засновані системи уповільнення нейтронів в реакторі. В якості речовин-сповільнювачів зазвичай використовують важку і легку воду, графіт.
В
2.3.2 Реакція поглинання (захоплення)
Дана реакція відіграє важливу роль у фізиці реактора, оскільки вона є конкуруючої по відношенню до реакції поділу. p> g
n A A +1
A +1
У результаті нейтрон вибуває з ланцюгової реакції. s c залежить від енергії нейтрона і від масового числа A. В області теплових нейтронів перетин підпорядковується закону s c (E) обернено пропорційно швидкості нейтрона v (або квадратному кореню з E). При збільшенні енергії нейтрона починається резонансна область, в якій s c має безліч максимумів і мінімумів.
В
2.4 Реакція поділу ядер
Дана реакція найбільш специфічна для ЯР. Схематично цю реакцію можна представити так:
В
2.4.1 Загальна схема реакції поділу
n
A 1 g оск
n A A +1 g мгн b
u
nn A 2 g оск
n b
u
Під дією нейтрона ядро ​​важкого елементу ділиться на дві частини (осколка) відношення мас яких зазвичай (для часто використовуваних елементів) близько до 95/140. Нукліди, які діляться нейтронами - це важкі нукліди. Деякі з них діляться тепловими нейтронами: U 235 , Pu 239 , Pu 241 (у природі зустрічається тільки U 235 , зміст якого в природному U 238 становить 0.714%). Інші нукліди, наприклад, природний уран, діляться тільки швидкими нейтронами. Взагалі кажучи, процес не протікає по суворої схемою, оскільки існує багато варіантів поділу на різні осколки.
2.4.2 Енергетичний баланс реакції ділення
Розглянемо енергетичний баланс реакції поділу.
Нехай E поч = 0.025 еВ - середня енергія теплового руху при 20 0 С. Тоді E виділ = 200 МеВ.
продукт реакціі_
вид одержуваної енергії
E, МеВ
Кінетична енергія осколків
тепло
167
Кінетична енергія g
тепло
6
Кінетична енергія n
тепло
5
Кінетична енергія b
тепло
8
Кінетична енергія u
енергія втрачається
12
В
2.4.3 Перетин поділу.
рис. 2 рис. 3
рис. 1
Залежність s f (E) має досить складний вид, оскільки на криву E -1/2 накладається багато резонансів. Якби ...
