Ядролық реакциялардың топтастырылуы
Ядролық реакциялар:
Реакцияларды қоздыра алатын бөлшектердің энергиялары бойынша – кіші, орташа және үлкен энергиялар жағдайындағы реакциялар;
Реакцияларға қатысатын бөлшектердің түрі бойынша – нейтрондар әрекетінен, зарядталған бөлшектер – протондар, дейтрондар, α-бөлшектер әрекетінен, γ – кванттар әрекетінен болатын реакциялар;
Реакцияларға қатысатын ядролардың түрі бойынша – жеңіл ядролармен (А<50), орташа ядролармен (50)және ауыр ядролармен (A>100) болатын реакциялар болып топтастырылады.
Ядролардың бөлінуі
Ядролық бөліну реакциялары тек өте ауыр ядролар үшін мүмкін болады. Бөліну реакциялары ішінен ең ықтималды бөліну реакциясы уран ядросының екі бөлікке – бөліну жарықшақтарына бөлінуі болады. Ауыр ядроның бөлінуі үлкен энергияның бөлініп шығуымен өтеді. уран ядросының әрбір бөліну ісінде
200 МэВ-ке жуық энергия бөлініп шығады.
Сонда:
ыдырау өнімдерінің кинетикалық энергиясы 168 МэВ,
пайда болатын нейтрондардың кинетикалық энергиясы
5 МэВ;
γ – сәуле энергиясы 5 МэВ,
иондану өнімдерінің α- және β – сәулелерінің энергиясы
13 МэВ,
нейтрино энергиясы 9 МэВболады.
1 кг уран –235 урандағы ядролар бөлінгенде массаның ақауы 1г-ға жетеді. Бұл 9·1013 Дж энергияға сәйкес келеді, осы энергия 2500 т тас көмір жанғанда алынады, 25·106 кВт·сағат электр энергиясының немесе 20000 т тринитротолуол қопарылғыш зат энергиясына тең.
уран ядросының нейтрондармен бөліну реакциясы
(1938 ж. Ган, Штрассман, Мейтнер):
(2.3.18)
немесе (2.3.19)
немесе (2.3.20)
немесе. (2.3.21)
Уран ядроларының бөліну өнімдері басқа қос ядролар да болады. Бөліну өнімдерінің бәрі радиоактивті болады.
Уран ядросының бөлінуі кезінде бөлінуді туғызатын әрбір нейтронға жаңадан екі немесе үш нейтрон пайда болады, олар басқа ядролардың бөлінуін туғызады. Тізбекті тасқынды реакция пайда болады, осы жағдайда нейтрондар саны тез өседі.
Тізбекті бөліну реакциясы нейтрондардың көбею үдерісі болатын ортада байқалады. Осындай орта активті орта деп аталады. Нейтрондардың көбею интенсивтігі маңызды сипаттамасы көбею коэффициенті болып табылады.
Нейтрондардың көбею коэффициенті К – бір бөліну ісінде пайда болатын нейтрондар санының мұның алдындағы бөліну актісіндегі осындай нейтрондардың санына қатынасына тең,
К=1 – бірлік уақыттағы бөліну істерінің саны тұрақты, реактор тұрақты қуатпен жұмыс істейді;
K<1 – бірлік уақыттағы бөліну ісінің саны кемиді, тізбекті реакция өшеді;
K>1 – бірлік уақыттағы бөліну ісінің саны өседі, реактор қуаты экспонентті өседі. Жарылыс боулы мүмкін.
Достарыңызбен бөлісу: |