.... Majd az atombomba kidolgozsban is rszt vett.KsQbb kimutattk, hogy elmletileg minden atommag elhasadhat, de a gyakorlatban csak nhny urn- s plutniumizotp esetben jn ltre knnyen a hasads Ezek az izotpok radsul energetikailag kedvezQbb llapotba jutnak a hasads sorn, teht tbb energia szabadul fel, mint amennyi a hastshoz szksges. A termszetes urn 99.3 -a 238-as, 0.7 -a pedig 235-s izotp. Az U-238-as csak igen ritkn hasad, s csak akkor, ha a neutron nagy sebessggel tkzik a magnak. Az U-235-s hasadsa gyakorlati szempontbl sokkal jelentQsebb ezt a magreakcit hasznlja ki a ma mqkdQ atomreaktorok dntQ tbbsge.Ha egy lass kis energij, ms nven termikus neutron tkzik az U-235 magjnak, a mag befogja azt, s egy j gerjesztett mag, U-236 jn ltre. Az esetek kb. 85 -ban igen rvid idQ alatt 10-14s alatt bekvetkezik a maghasads, 15 -ban pedig a mag gamma-sugrzssal szabadul meg felesleges energijtl. A hasadvnyok igen sokflk lehetnek ma 35 elem mintegy 200 izotpjt ismerjk, ami. az urn hasadsi termke lehet1 db U-235 elhasadsakor kb. 200 MeV 3.210-11 J energia szabadul fel. A maghasads sorn a kt hasadvny magon kvl nhny U-235 esetn tlagosan 2.4 neutron is kilp. A kiszabadul neutronok szma attl fgg, milyen hasadsi termkek jnnek ltre. A lncreakci alapgondolata az U-235-magot meglQjk egy neutronnal, aminek hatsra nagy valsznqsggel bekvetkezik a maghasads. A hasadsbl keletkezQ neutronok jabb urnmagokat hasthatnak el, s radsul minden egyes hasadsnl felszabadul a mr emltett 200 MeV energia. Ekkor teht mr klsQ neutronforrs nlkl is mqkdik, azaz nfenntart a folyamat.Az U-235 hasadsakor a magbl nagyenergij neutronok lpnek ki, amelyek csak igen kis valsznqsggel hoznak ltre jabb maghasadst. Ahhoz, hogy gyors neutronokkal valstsunk meg lncreakcit, nagyon nagy dsits urnra van szksg, ez pedig igen drga megolds. Jrhatbb t olyan anyagok alkalmazsa, amelyek a gyors neutronokat annyira lelasstjk, hogy azok nagy valsznqsggel hozzanak ltre jabb hastst. Ezek az anyagok a modertorok. Modertor hasznlatval akr termszetes urnnal 0.7 U-235-tartalom is ltrejhet lncreakci.A modertorknt hasznlt anyagokkal szemben kt fQ kvetelmnyt tmasztunk legyen minl kisebb rendszm, s minl kevsb legyen hajlamos a neutronok elnyelsre. Ezen ignyeknek a gyakorlatban csak ngy anyag felel meg a vz H2O, knnyqvz, a nehzvz D2O, a grafit C s a berillium Be. Ezek kzl a vz a legelterjedtebb modertor. A nehzvz tulajdonsgai ugyan valamivel kedvezQbbek, de sajnos roppant drga anyag. Ha elkezdnk egyre tbb U-235-t egyms mell, j darabig nem indul be a vrt lncreakci. Ennek oka abban keresendQ, hogy kis mennyisgq hasadanyag esetn a szerteszt replQ neutronoknak igen nagy hnyada kilp az urnbl anlkl, hogy hasadst okozna. Nvelve a hasadanyag mennyisgt, a teljes trfogathoz kpest egyre cskken az a fellet a fajlagos fellet, amin keresztl kiszkhetnek a neutronok. Egy adott mretet elrve kevesebb neutron tud kiszkni, mint ami az nfenntart lncreakcihoz szksges, ekkor rjk el az n. kritikus tmeget. Pldul goly alak, modertor nlkli fm U-235 kritikus tmege 49 kg. A neutronok szmt a reaktorban nyilvnvalan szablyoznunk kell, hiszen ettQl fgg a ltrejvQ maghasadsok szma, s gy a felszabadul energia is. A lncreakci szablyozshoz olyan anyagok kellenek, amelyek elQszeretettel elnyelik a neutronokat. A leginkbb hasznlatos neutronabszorbensek a kadmium Cd s a br B. A szablyozs legfQbb eszkzei az n. szablyoz rudak, amelyek minden reaktorban megtallhatk. Ezek olyan, neutronelnyelQ anyagbl kszlt rudak, amelyeket a hasadanyagba lehet engedni, ill. kihzni, gy szablyozva a maghasadst ltrehoz neutronok szmt. Ha pldul cskkenteni akarjuk a reaktorban felszabadul energit, elg beljebb tolni a szablyoz rudakat, hiszen ez elnyeli az pp hastani kszlQ neutronok egy rszt, gy cskken a hastsra rendelkezsre ll neutronok szma. Ha nvelni akarjuk a teljestmnyt, tbb neutronra van szksgnk a hastshoz, vagyis kijjebb kell hzni a neutronelnyelQ rudakat. A szablyozrudak fQleg a rvid idQn belli beavatkozshoz s a lellshoz szksgesek. Az atomreaktorokat tflekppen osztlyozhatjuk. 1. A modertor anyaga szerint, ami lehet vz, nehzvz, berillium, grafit. 2. A hqtQkzeg szerint nyomott vizes, vzforral, hlium, szn-dioxid vagy folykonyfm hqts. 3. A hasts mdja szerint lass ill. gyors neutronokkal mqkdQ termikus, ill. gyorsreaktor. 4. A reaktormag elrendezse szerint...
Download