431 3

11.3. ZASADA DZIAŁANIA I BUDOWA REAKTORÓW

232

90

Th + In

y +

²³³ Th

90 in

23,3 min

²|fPa

-?/?₃ 27,4 dnia

²³³ TT

92 O*

(11.5)

Powyższe reakcje, w których wyniku izotopy paliworodne ²l\X5 i “Th przemieniają się w izotopy rozszczepialne, nazywają się reakcjami powielania paliwa.

Z punktu widzenia skuteczności działania neutronów dzieli się je najczęściej na trzy grupy: neutrony prędkie o prędkościach ponad 10 000 km/s i energii większej niż ok. 0,5 MeV (pochodzące bezpośrednio z reakcji rozszczepienia jąder), neutrony pośrednie, zwane też epitermicznymi o energii 0,1 cV — 0,5 MeV i neutrony termiczne o energii ok. 0,025 eV i prędkości 2,2 km/s - typowej dla ruchów cząsteczek w temperaturze pokojowej.

Do ilościowej oceny oddziaływania neutronów z jądrami atomowymi stosuje się pojęcie przekroju czynnego, który jest miarą prawdopodobieństwa wystąpienia reakcji jądrowej danego typu. Mikroskopowy przekrój czynny o jest wyrażany w barnach (1 barn = 10 ²⁴ cm²). Ponieważ każdemu typowi reakcji neutronu z jądrem odpowiada jakieś prawdopodobieństwo jej wystąpienia, wprowadzono pojęcia przekroju czynnego na: absorpcję a_a, rozszczepienie a_fi rozpraszanie a_s, wychwyt radiacyjny a_c itp. Przekrój czynny zależy od rodzaju reakcji jądrowej, właściwości jąder oraz od energii (prędkości) neutronów. Przykładowe wartości przekrojów czynnych na absorpcję i rozszczepienie niektórych izotopów dla neutronów termicznych zestawiono w tablicy 11.2.

Tablica 11.2. Przekroje czynne izotopów rozszczepialnych i paliworodnych dla neutronów termicznych, wg [11.2]

Reakcja jądrowa	Przekrój czynny		232 Th 90 1	^233 TI 92 U	^235 TT 92 U	^238 TT 92 U
	symbol	jednostka
Rozszczepienie jądra atomowego	°y	barn	-	529	584	-	742
Wychwyt radiacyjny	Oc	barn	7,4	46	98	2,75	270
Pochłanianie neutronów	Oa	barn	7,4	575	682	2,75	1012

11.3. ZASADA DZIAŁANIA I BUDOWA REAKTORÓW 11.3.1. Wiadomości ogólne

O praktycznym wykorzystaniu reakcji rozszczepienia decydują dwa fakty: procesowi towarzyszy wydzielenie ogromnej ilości energii oraz wyzwolenie neutronów o energii wystarczającej do rozszczepienia jąder i podtrzymania procesu rozszczepienia.

Urządzenia, w których zachodzi regulowane wyzwalanie energii jądrowej w procesie samopodtrzymującej się reakcji łańcuchowej są nazywane reaktorami

431