Цепная реакция деления

Цепная реакция деления — ядерная реакция, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции.

Цепная реакция деления характеризуется коэффициентом размножения k ней­тронов, который равен отношению числа нейтронов в данном поколении к их числу в предыдущем поколении. Необходимым условием для развития цепной реакции деле­ния является требование k ³ 1.

Активная зона - пространство, где происходит цепная реакция.

Коэффициент размножения зависит от природы делящегося вещества, а для дан­ного изотопа — от его количества, а также размеров и формы активной зоны. Мини­мальные размеры активной зоны, при которых возможно осуществление цепной реак­ции, называются критическими размерами. Минимальная масса делящегося вещества, находящегося в системе критических размеров, необходимая для осуществления цепной реакция, называется критической массой.

Скорость развития цепных реакций различна. Пусть Т — среднее время жизни одного поколения, а N — число нейтронов в данном поколении. В следующем поколе­нии их число равно kN, т. е. прирост числа нейтронов за одно поколение dN = kN—N = N (k— 1). Прирост же числа нейтронов за единицу времени, т. е. ско­рость нарастания цепной реакции,

Интегрируя получим

где N ₀ — число нейтронов в начальный момент времени, а N — их число в момент времени t. N определяется знаком (k— 1). При k> 1 идет развивающаяся реакция, число делений непрерывно растет и реакция может стать взрывной. При k =1 идет самоподдерживающаяся реакция, при которой число нейтронов с течением времени не изменяет­ся. При k < 1 идет затухающая реакция.

Цепные реакции делятся на управляемые и неуправляемые. Взрыв атомной бомбы, например, является неуправляемой реакцией. Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах.