Чому в природному урані не відбувається ланцюгова реакція?
Пояснити три причини, чому в природному урані не виникає ланцюгова ядерна реакція, та що потрібно зробити для її здійснення.
Розв’язання
Розглянемо першу причину: більшість нейтронів, що вилітають під час поділу, вилітає зі зразка, не вдаряючи в інші ядра. Щоб це виправити, треба збільшити розмір зразка (критична маса) або використовувати спеціальний екран для відбивання нейтронів назад.
Розглянемо другу причину: природний уран складається переважно з ізотопу уран-238 (99,28%), який рідко ділиться при поглинанні повільного нейтрона. Для реакції потрібен ізотоп уран-235 (0,72%). Потрібно збагачувати уран, щоб підвищити концентрацію урану-235 до 3–5%.
Розглянемо третю причину: поділ ядра урану-235 найчастіше відбувається при поглинанні повільного нейтрона, а вивільнені нейтрони є швидкими. Щоб реакція трималася, треба сповільнювати (модерувати) ці нейтрони за допомогою графіту або важкої води, які не поглинають їх самі.
Відповідь:
Ланцюгова реакція в природному урані не відбувається через три причини: 1) нейтрони вилітають зі зразка (потрібно збільшити розмір зразка або використати екран); 2) природний уран містить мало ділячогося ізотопу уран-235 (потрібно збагачувати уран до 3–5%); 3) нейтрони вивільняються швидкими, а поділ відбувається від повільних (потрібен сповільнювач: графіт або важка вода).
Чому в природному урані не відбувається ланцюгова реакція?
Умова
Пояснити три причини, чому в природному урані не виникає ланцюгова ядерна реакція, та що потрібно зробити для її здійснення.
Що треба знати
Ланцюгова реакція можлива лише тоді, коли кількість нейтронів, що викликають поділ, зростає або стабілізується. Це залежить від розміру зразка, типу ізотопу урану та швидкості нейтронів.
💡 Підказка — спробуй спершу сам
Подивіться на таблицю в тексті (на сторінці 261) і розгляньте три пункти зліва та відповідні дії справа.
Розв’язання крок за кроком
Розглянемо першу причину: більшість нейтронів, що вилітають під час поділу, вилітає зі зразка, не вдаряючи в інші ядра. Щоб це виправити, треба збільшити розмір зразка (критична маса) або використовувати спеціальний екран для відбивання нейтронів назад.
Розглянемо другу причину: природний уран складається переважно з ізотопу уран-238 (99,28%), який рідко ділиться при поглинанні повільного нейтрона. Для реакції потрібен ізотоп уран-235 (0,72%). Потрібно збагачувати уран, щоб підвищити концентрацію урану-235 до 3–5%.
Розглянемо третю причину: поділ ядра урану-235 найчастіше відбувається при поглинанні повільного нейтрона, а вивільнені нейтрони є швидкими. Щоб реакція трималася, треба сповільнювати (модерувати) ці нейтрони за допомогою графіту або важкої води, які не поглинають їх самі.
Відповідь:
Ланцюгова реакція в природному урані не відбувається через три причини: 1) нейтрони вилітають зі зразка (потрібно збільшити розмір зразка або використати екран); 2) природний уран містить мало ділячогося ізотопу уран-235 (потрібно збагачувати уран до 3–5%); 3) нейтрони вивільняються швидкими, а поділ відбувається від повільних (потрібен сповільнювач: графіт або важка вода).
