Reakcja łańcuchowa

Jeśli przynajmniej jeden z neutronów uwolnionych w reakcji rozszczepienia trafi w jądro rozszczepialne, być może spowoduje zajście następnej reakcji, w której znów wydzielą się neutrony mogące wywołać następne rozszczepienia itd. Stan taki nosi nazwę reakcji łańcuchowej. Podtrzymuje się ona samorzutnie aż do wyczerpania się zapasów paliwa, czyli jąder rozszczepialnych, lub aż warunki przestaną być sprzyjające temu procesowi. By mógł on zajść potrzebne jest bowiem spełnienie całego szeregu warunków pozwalających neutronom "dożyć" do następnego rozszczepienia. Mogą one zostać rozproszone lub pozbawione niezbędnej energii w zderzeniach z atomami albo wychwycone przez jakieś inne, nierozszczepialne jądra i wtedy reakcja łańcuchowa jest zablokowana. Może też zdarzyć się tak, że średnio więcej niż jeden neutron z jednego rozpadu wywoła następną reakcję. Wtedy ilość rozszczepień będzie rosnąć wykładniczo i może być to proces bardzo szybki, wręcz błyskawiczny. Kluczowym pojęciem przydatnym do opisu tych zjawisk okazuje się być średnia droga swobodna neutronu w materiale i z niej wynika pojęcie masy krytycznej. ([9])

Rys. 1. Ilustracja zjawiska reakcji łańcuchowej.

Część neutronów (poniżej 1%) nie jest emitowana bezpośrednio w czasie rozszczepienia, tylko wskutek rozpadów niektórych jąder powstałych przy rozszczepieniu. Rozpady tych nietrwałych jąder następują po jakimś czasie i dlatego neutrony takie nazywa się opóźnionymi. W reaktorach jądrowych to właśnie one pozwalają na kontrolę reakcji łańcuchowej zachodzącej w rdzeniu, gdyż czas kreacji neutronów natychmiastowych jest zbyt szybki, by mieć nad nimi kontrolę. ([21])

---