STOLBOV STUDY | ФИЗИКА для взрослых и детей

Критическая масса.

Я хоть и работаю сейчас металлами, в основном сталями, но мое обучение в ядерном вузе всё-таки даёт возможность делиться с вами дополнительными материалами из ядерной физики, которые в школе вы вряд-ли узнаете. Моя специальность была хоть и связана с этим, но косвенно, и если бы я не слушал не сильно важные для моей кафедры предметы, может этих знаний бы и не было.

В общем, сказать я хотел, что все сказанное выше о цепной реакции деления не во всех случаях работает. Такая реакция не всегда будет идти в уране 235 даже если вы ее запустите, запульнув туда один или несколько нейтронов.

Все дело в том, что образовавшиеся после деления нейтроны склонны быстро улетать за пределы материала и теряться. И даже если у вас будет лежать кусок чистого 235го урана, он не взорвется. Самоподдерживающаяся реакция деления будет проходить только при определенной массе вещества. То есть материала должно быть достаточно, чтобы как минимум один нейтрон после каждого акта деления попадал в следующее ядро и не улетал за пределы материала. Иначе коэффициент воспроизводства будет меньше единицы и реакция потухнет.

Такая масса вещества, при которой возникает самоподдерживающаяся цепная реакция деления называется критической массой. Она рассчитана для урана с разным обогащением (см. Ч.1 про ядерную энергию) и для плутония. Это основные делящиеся элементы, используемые в современной ядерной энергетике и вооружении. Для чистого 235го урана критическая масса составляет 50кг, для плутония - около 10 кг.

Ещё одним вариантом сдерживания нейтронов, чтобы они не улетали за пределы материала был путь не увеличения массы вещества, а окружение его тем, что нейтроны не выпускает наружу - отражателями. Отражатели нейтронов, как правило, делают из материалов, содержащих бериллий. Они работают как зеркало для нейтронов, тем самым, обеспечивая достаточное их количество для цепной реакции без увеличения массы делящегося вещества.

Вариации и упражнения с обогащением, критическими массами и поглощением/отражением нейтронов дали возможность учёным направлять энергию ядра в разные русла: создавать ядерную бомбу с намеренным значительным увеличением критической массы или электростанцию с поддержанием этой массы в тех пределах, когда реакцию можно контролировать.

Друзья, я осознаю, что те, кто не связан с данной тематикой никаким образом, понятия не имеет как это все работает и школьной физики здесь не достаточно. Я ни в какие тонкости и дебри не лезу, потому что не считаю себя узким специалистом в этой области, но такие простые вещи, мне кажется должны знать многие.

❤13

www.tgoop.com/stolbov_study/74

179 viewsJan 29, 2023 at 10:11

Критическая масса.

Я хоть и работаю сейчас металлами, в основном сталями, но мое обучение в ядерном вузе всё-таки даёт возможность делиться с вами дополнительными материалами из ядерной физики, которые в школе вы вряд-ли узнаете. Моя специальность была хоть и связана с этим, но косвенно, и если бы я не слушал не сильно важные для моей кафедры предметы, может этих знаний бы и не было.

В общем, сказать я хотел, что все сказанное выше о цепной реакции деления не во всех случаях работает. Такая реакция не всегда будет идти в уране 235 даже если вы ее запустите, запульнув туда один или несколько нейтронов.

Все дело в том, что образовавшиеся после деления нейтроны склонны быстро улетать за пределы материала и теряться. И даже если у вас будет лежать кусок чистого 235го урана, он не взорвется. Самоподдерживающаяся реакция деления будет проходить только при определенной массе вещества. То есть материала должно быть достаточно, чтобы как минимум один нейтрон после каждого акта деления попадал в следующее ядро и не улетал за пределы материала. Иначе коэффициент воспроизводства будет меньше единицы и реакция потухнет.

Такая масса вещества, при которой возникает самоподдерживающаяся цепная реакция деления называется критической массой. Она рассчитана для урана с разным обогащением (см. Ч.1 про ядерную энергию) и для плутония. Это основные делящиеся элементы, используемые в современной ядерной энергетике и вооружении. Для чистого 235го урана критическая масса составляет 50кг, для плутония - около 10 кг.

Ещё одним вариантом сдерживания нейтронов, чтобы они не улетали за пределы материала был путь не увеличения массы вещества, а окружение его тем, что нейтроны не выпускает наружу - отражателями. Отражатели нейтронов, как правило, делают из материалов, содержащих бериллий. Они работают как зеркало для нейтронов, тем самым, обеспечивая достаточное их количество для цепной реакции без увеличения массы делящегося вещества.

Вариации и упражнения с обогащением, критическими массами и поглощением/отражением нейтронов дали возможность учёным направлять энергию ядра в разные русла: создавать ядерную бомбу с намеренным значительным увеличением критической массы или электростанцию с поддержанием этой массы в тех пределах, когда реакцию можно контролировать.

Друзья, я осознаю, что те, кто не связан с данной тематикой никаким образом, понятия не имеет как это все работает и школьной физики здесь не достаточно. Я ни в какие тонкости и дебри не лезу, потому что не считаю себя узким специалистом в этой области, но такие простые вещи, мне кажется должны знать многие.

BY STOLBOV STUDY | ФИЗИКА для взрослых и детей