Сечения реакции деления

Сечение реакции деления, как и сечение других ядерных процессов, имеет сложную зависимость от энергии нейтрона. Типичная зависимость сечений деления от энергии приведена на рис. 2.6.1.

Рис. 2.6.1. Типичная зависимость сечения деления от энергии.

Для всех делящихся нуклидов в сечениях деления присутствуют три характерные области: область тепловых нейтронов, в которой сечение уменьшается с увеличением энергии нейтрона монотонно по закону … (или, что то же самое, ) промежуточная или резонансная область, состоящая из серии узких резонансных пиков шириной меньше 1 эВ; область быстрых нейтронов, в которой сечения деления становятся приблизительно постоянными и равными:

(2.6.1)

где r_o – радиус ядра;

F_o – функция, зависящая от парциальных ширин каналов деления и испускания нейтронов. Для пороговых нуклидов сечение растет по экспоненте, а затем остается приблизительно постоянным.

В таблице 2.6.1 приведены некоторые характеристики деления основных делящихся и пороговых ядер.

Таблица 2.6.1 Характеристики деления некоторых нкулидов.

Ядро	U^3	U^5	Pu^9	Th^2	U^8
Нейтрон	тепл	быстр	Тепл	быстр	тепл	быстр	быстр	Быстр
, барн		2,8		1,8		1,8
, барн		3,3		2,3		2,2
	2,48	2,6	2,4	2,5	2,86	3,0
Епор, МэВ	-	-	-	-	-	-	1,3	0,9

Из данных по сечениям деления, приведенных в таблице следует, что осуществление управляемой ядерной цепной реакции с помощью тепловых нейтронов проще, чем с помощью быстрых, поскольку сечения взаимодействия тепловых нейтронов больше сечений быстрых в ~ 200 раз. Поэтому в конструкции реакторов на тепловых нейтронах используется замедлитель (обычная вода, тяжелая вода или графит), который замедляет нейтроны до тепловых энергий, очень слабо поглощая их.

Выделение энергии при цепной реакции деления. При одном акте деления выделяется около 200 МэВ, что соответствует 3,2×10^-11 Дж. Отсюда следует, что для выделения 1 Дж энергии должно произойти 3,1× 10¹⁰ делений. Если такое число делений будет происходить в 1 с, то выделяемая мощность равна 1 Вт.

Энергия, выделяющаяся при делении ²³⁵U медленными нейтронами и усредненная по всем возможным способам деления ядра, равна 205 МэВ. Ниже приведено распределение этой энергии между различными продуктами деления, МэВ.

кинетическая энергия осколков деления...........….167

кинетическая энергия нейтронов деления............… 5

энергия мгновенного g-излучения................…….… 6

энергия b-частиц при распаде продуктов деления.. 8

энергия g-распада продуктов деления..............…… 7

энергия нейтрино...........................…………………12

-----------------------------------------------------------------------

полная энергия.........................................................200

Дата добавления: 2015-06-04