ხდება ურანის ბირთვების დაშლა შემდეგი გზით:პირველი, ნეიტრონი ურტყამს ბირთვს, როგორც ტყვია ვაშლში. ვაშლის შემთხვევაში ტყვია მას ნახვრეტს გაუკეთებდა, ან ნაწილებად აფრქვევდა. როდესაც ნეიტრონი შედის ბირთვში, ის იჭერს ბირთვულ ძალებს. ცნობილია, რომ ნეიტრონი ნეიტრალურია, ამიტომ იგი არ მოიგერიება ელექტროსტატიკური ძალებით.

როგორ ხდება ურანის დაშლა?

ასე რომ, ბირთვის შემადგენლობაში მოხვედრის შემდეგ, ნეიტრონი არღვევს ბალანსს და ბირთვი აღფრთოვანებულია. ის გადაჭიმულია გვერდებზე, როგორც ჰანტელი ან უსასრულობის ნიშანი: ∞ . როგორც ცნობილია, ბირთვული ძალები მოქმედებენ ნაწილაკების ზომის თანაზომიერ მანძილზე. როდესაც ბირთვი იჭიმება, ბირთვული ძალების მოქმედება უმნიშვნელო ხდება "ჰანტელის" უკიდურესი ნაწილაკებისთვის, ხოლო ელექტრული ძალები ძალიან ძლიერად მოქმედებენ ასეთ მანძილზე და ბირთვი უბრალოდ ორ ნაწილად იშლება. ამ შემთხვევაში ასევე გამოიყოფა ორი ან სამი ნეიტრონი.

ბირთვის ფრაგმენტები და გამოთავისუფლებული ნეიტრონები დიდი სიჩქარით იფანტება სხვადასხვა მიმართულებით. ფრაგმენტები საკმაოდ სწრაფად ნელდება გარემოს მიერ, მაგრამ მათი კინეტიკური ენერგია უზარმაზარია. იგი გარდაიქმნება გარემოს შინაგან ენერგიად, რომელიც თბება. ამ შემთხვევაში გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობა უზარმაზარია. ერთი გრამი ურანის სრული დაშლის შედეგად მიღებული ენერგია დაახლოებით უდრის 2,5 ტონა ნავთობის დაწვის შედეგად მიღებულ ენერგიას.

რამდენიმე ბირთვის დაშლის ჯაჭვური რეაქცია

ჩვენ განვიხილეთ ერთი ურანის ბირთვის დაშლა. დაშლის დროს გამოვიდა რამდენიმე (ყველაზე ხშირად ორი ან სამი) ნეიტრონი. ისინი დიდი სიჩქარით იფანტებიან გვერდებზე და ადვილად მოხვდებიან სხვა ატომების ბირთვებში, რაც იწვევს მათში დაშლის რეაქციას. ეს არის ჯაჭვური რეაქცია.

ანუ ბირთვული დაშლის შედეგად მიღებული ნეიტრონები აღაგზნებს და აიძულებს სხვა ბირთვებს დაშლას, რომლებიც თავის მხრივ გამოყოფენ ნეიტრონებს, რომლებიც აგრძელებენ შემდგომი დაშლის სტიმულირებას. და ასე შემდეგ, სანამ არ მოხდება ურანის ყველა ბირთვის დაშლა უშუალო სიახლოვეს.

ამ შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს ჯაჭვური რეაქცია როგორც ზვავიმაგალითად, ატომური ბომბის აფეთქების შემთხვევაში. მოკლე დროში ბირთვული დაშლის რაოდენობა ექსპონენტურად იზრდება. თუმცა, ჯაჭვური რეაქცია შეიძლება მოხდეს დემპინგით.

ფაქტია, რომ ყველა ნეიტრონი არ ხვდება თავის გზაზე ბირთვებს, რომლებსაც ისინი იწვევენ დაშლას. როგორც გვახსოვს, ნივთიერების შიგნით ძირითად მოცულობას ნაწილაკებს შორის არსებული სიცარიელე იკავებს. ამიტომ, ზოგიერთი ნეიტრონი დაფრინავს მთელ მატერიაში, გზაზე რაიმესთან შეჯახების გარეშე. და თუ დროთა განმავლობაში ბირთვული დაშლის რაოდენობა მცირდება, მაშინ რეაქცია თანდათან ქრება.

ბირთვული რეაქციები და ურანის კრიტიკული მასა

რა განსაზღვრავს რეაქციის ტიპს?ურანის მასიდან. რაც უფრო დიდია მასა, მით მეტ ნაწილაკს შეხვდება მფრინავი ნეიტრონი გზაზე და მას მეტი შანსი აქვს ბირთვში მოხვდეს. აქედან გამომდინარე, განასხვავებენ ურანის „კრიტიკულ მასას“ - ეს არის ისეთი მინიმალური მასა, რომელზედაც შესაძლებელია ჯაჭვური რეაქცია.

წარმოქმნილი ნეიტრონების რაოდენობა ტოლი იქნება იმ ნეიტრონების რიცხვისა, რომლებიც გაფრინდნენ. და რეაქცია გაგრძელდება დაახლოებით იგივე სიჩქარით, სანამ ნივთიერების მთელი მოცულობა არ წარმოიქმნება. ეს პრაქტიკაში გამოიყენება ატომურ ელექტროსადგურებში და ეწოდება კონტროლირებადი ბირთვული რეაქცია.

ცნობილია, რომ მძიმე ბირთვების დაშლის ენერგია, რომელიც გამოიყენება პრაქტიკული მიზნებისთვის, არის საწყისი ბირთვების ფრაგმენტების კინეტიკური ენერგია. მაგრამ რა არის ამ ენერგიის წარმოშობა, ე.ი. რა ენერგია გარდაიქმნება ფრაგმენტების კინეტიკურ ენერგიად?

ოფიციალური შეხედულებები ამ საკითხთან დაკავშირებით უკიდურესად არათანმიმდევრულია. ასე რომ, მუხინი წერს, რომ მძიმე ბირთვის დაშლის დროს გამოთავისუფლებული დიდი ენერგია განპირობებულია თავდაპირველ ბირთვსა და ფრაგმენტებში მასის დეფექტების სხვაობით - და ამ ლოგიკის საფუძველზე იგი იღებს ენერგეტიკული გამოსავლიანობის შეფასებას ურანის დაშლის დროს. ბირთვი: "200 მევ. მაგრამ შემდეგ ის წერს, რომ მათი კულონის მოგერიების ენერგია გარდაიქმნება ფრაგმენტების კინეტიკურ ენერგიად - რაც, როდესაც ფრაგმენტები ერთმანეთთან ახლოს არიან, იგივეა »200 მევ. ორივე ამ შეფასების სიახლოვე ექსპერიმენტულ მნიშვნელობასთან, რა თქმა უნდა, შთამბეჭდავია, მაგრამ აქტუალურია კითხვა: გადაიქცევა თუ არა განსხვავება მასის დეფექტებში ან კულონის მოგერიების ენერგია ფრაგმენტების კინეტიკურ ენერგიად? თქვენ უკვე გადაწყვიტეთ რაზე გვეუბნებით - უფროსზე ზეან ბიძაზე კიევში!

თეორეტიკოსებმა თავად შექმნეს ეს ჩიხი დილემა: მათი ლოგიკის მიხედვით, ისინი აუცილებლად მოითხოვენ განსხვავებას მასის დეფექტებში და კულონის მოგერიებას. უარი თქვით ერთზე ან მეორეზე და ბირთვული ფიზიკის ტრადიციული საწყისი ვარაუდების უსარგებლობა სრულიად აშკარა ხდება. მაგალითად, რატომ საუბრობენ მასობრივი დეფექტების განსხვავებაზე? შემდეგ, რათა როგორმე ავხსნათ მძიმე ბირთვების დაშლის ფენომენის შესაძლებლობა. ისინი ცდილობენ დაგვარწმუნონ, რომ მძიმე ბირთვების დაშლა ხდება იმიტომ, რომ ის ენერგიულად ხელსაყრელია. რა არის სასწაულები? მძიმე ბირთვის დაშლის დროს, ზოგიერთი ბირთვული ბმა ნადგურდება - და ბირთვული ბმების ენერგია გამოითვლება MeV-ში! ბირთვში არსებული ნუკლეონები ატომურ ელექტრონებზე უფრო ძლიერი სიდიდის ბრძანებითაა შეკრული. გამოცდილება კი გვასწავლის, რომ სისტემა სტაბილურია ზუსტად ენერგეტიკული რენტაბელობის არეალში - და ენერგიულად მომგებიანი რომ ყოფილიყო მისი დაშლა, მაშინვე დაიშლებოდა. მაგრამ ურანის მადნების საბადოები ნამდვილად არსებობს ბუნებაში! ურანის ბირთვული დაშლის რა სახის „ენერგეტიკულ მომგებიანობაზე“ შეიძლება ვისაუბროთ?

იმისათვის, რომ აბსურდული ვარაუდი, რომ მძიმე ბირთვის დაშლა ხელსაყრელია, არ იყოს ძალიან გასაოცარი, თეორეტიკოსები შეუდგნენ წითელ ქაშაყს: ისინი საუბრობენ ამ "უპირატესობის" შესახებ საშუალო შემაკავშირებელ ენერგიაზე, რომელიც მიეკუთვნება მას. თითო ნუკლეონზე. მართლაც, ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად, ბირთვში მასის დეფექტის ზომაც იზრდება, მაგრამ ბირთვში ნუკლეონების რაოდენობა უფრო სწრაფად იზრდება - ნეიტრონების ჭარბი გამო. მაშასადამე, მძიმე ბირთვებისთვის ჯამური შებოჭვის ენერგია, რომელიც ხელახლა გამოითვლება თითო ნუკლეონზე, მცირდება ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად. როგორც ჩანს, გაზიარება ნამდვილად სასარგებლოა მძიმე ბირთვებისთვის? სამწუხაროდ, ეს ლოგიკა ემყარება ტრადიციულ იდეებს, რომლებიც დაფარულია ბირთვული კავშირებით ყველანუკლეონები ბირთვში. ამ ვარაუდით, საშუალო შებოჭვის ენერგია თითო ნუკლეონზე ე 1 არის ბირთვული შემაკავშირებელი ენერგიის D განყოფილების კოეფიციენტი ენუკლეონების რაოდენობისთვის:

ე 1=D ე/ა, დ ე=(ზმ p +( ა-ზ)m n)გ 2 -(მზე - ზმე)გ 2 , (4.13.1)

სადაც ზ- ატომური ნომერი, ე.ი. პროტონების რაოდენობა ა- ნუკლეონების რაოდენობა, მპ , m nდა მეარის პროტონის, ნეიტრონის და ელექტრონის მასები, შესაბამისად, მ at არის ატომის მასა. თუმცა, ჩვენ უკვე განვიხილეთ ბირთვის შესახებ ტრადიციული იდეების არაადეკვატურობა ზემოთ ( 4.11 ). და თუ, შემოთავაზებული მოდელის ლოგიკის მიხედვით ( 4.12 ), თითო ნუკლეონზე შებოჭვის ენერგიის გამოთვლისას არ გაითვალისწინოთ ბირთვში არსებული ის ნუკლეონები, რომლებიც დროებით არ არის დაფარული ბირთვული ბმებით, მაშინ მივიღებთ (4.13.1)გან განსხვავებულ ფორმულას. თუ ჩავთვლით, რომ შეკრული ნუკლეონების ამჟამინდელი რაოდენობა არის 2 ზ (4.12 ), და რომ თითოეული მათგანი დაკავშირებულია კავშირის დროის მხოლოდ ნახევარში ( 4.12 ), შემდეგ ნუკლეონზე საშუალო შეკავშირების ენერგიისთვის ვიღებთ ფორმულას

ე 1*=დ ე/ზ , (4.13.2)

რომელიც (4.13.1)გან განსხვავდება მხოლოდ მნიშვნელით. გლუვი თვისებები ე 1 (ზ) და ე 1 * (ზ) მოცემულია სურ.4.13. ჩვეულებრივი გრაფიკისგან განსხვავებით ე 1 (ზ), მოთავსებულია მრავალ სახელმძღვანელოში, გრაფიკი ე 1 * (ზ) აქვს გასაოცარი თვისება: ის აჩვენებს, მძიმე ბირთვებისთვის, დამოუკიდებლობაშებოჭვის ენერგია თითო ნუკლეონზე ნუკლეონების რაოდენობაზე. ასე რომ, ჩვენი მოდელიდან ( 4.12 ) აქედან გამომდინარეობს, რომ საუბარი არ შეიძლება იყოს მძიმე ბირთვების დაშლის რაიმე „ენერგეტიკულ უპირატესობაზე“ - საღი აზრის შესაბამისად. ანუ ფრაგმენტების კინეტიკური ენერგია არ შეიძლება იყოს საწყისი ბირთვისა და ფრაგმენტების მასობრივი დეფექტების სხვაობით გამოწვეული.

სურ.4.13

იგივე საღი აზრის შესაბამისად, მათი კულონის მოგერიების ენერგია არ შეიძლება გარდაიქმნას ფრაგმენტების კინეტიკურ ენერგიად: ჩვენ თეორიულ არგუმენტებად მოვიყვანეთ ( 4.7 , 4.12 ) და ექსპერიმენტული მტკიცებულებები ( 4.12 ) რომ ბირთვის შემადგენელი ნაწილაკებისთვის არ არსებობს კულონის მოგერიება.

მაშინ საიდან იღებს სათავეს მძიმე ბირთვის ფრაგმენტების კინეტიკური ენერგია? პირველ რიგში, შევეცადოთ პასუხი გავცეთ კითხვას: რატომ ხდება ბირთვული ჯაჭვური რეაქციის დროს ბირთვული დაშლა ეფექტიანად გამოწვეული წინა დაშლის დროს გამოსხივებული ნეიტრონებით - უფრო მეტიც, თერმული ნეიტრონებით, ე.ი. რომელსაც აქვს ენერგიები, რომლებიც უმნიშვნელოა ბირთვული მასშტაბით. იმის გამო, რომ თერმულ ნეიტრონებს აქვთ მძიმე ბირთვების დაშლის უნარი, რთული იქნება ჩვენი დასკვნის შეჯერება, რომ "ჭარბი" - ამ მომენტში - ნეიტრონები მძიმე ბირთვებში თავისუფალია ( 4.12 ). მძიმე ბირთვი ფაქტიურად ივსება თერმული ნეიტრონებით, მაგრამ ის საერთოდ არ იშლება – თუმცა მისი უშუალო დაშლა იწვევს მასზე წინა დაშლისას გამოსხივებული ერთი თერმული ნეიტრონის დარტყმას.

ლოგიკურია ვივარაუდოთ, რომ მძიმე ბირთვებში დროებით თავისუფალი თერმული ნეიტრონები და მძიმე ბირთვების დაშლის დროს გამოსხივებული თერმული ნეიტრონები მაინც განსხვავდებიან ერთმანეთისგან. ვინაიდან ორივეს არ აქვს ბირთვული შეფერხებები, თავისუფლების ხარისხი, რომლითაც ისინი შეიძლება განსხვავდებოდეს, უნდა ჰქონდეს პროცესი, რომელიც უზრუნველყოფს ნეიტრონის შიდა შეერთებას - მისი შემადგენელი წყვილების ციკლური გარდაქმნების გზით ( 4.10 ). და თავისუფლების ერთადერთი ხარისხი, რასაც აქ ვხედავთ, არის შესაძლებლობა დასუსტებაეს შიდა კავშირი "მასობრივ მატებაზე" ( 4.10 ), ნეიტრონში ციკლური გარდაქმნების სიხშირის შემცირების გამო - შესაბამისი გ-კვანტების ემისიით. ნეიტრონების ასეთ დასუსტებულ მდგომარეობაში მოყვანა - მაგალითად, მძიმე ბირთვების დაშლის დროს, როდესაც ენერგიის უკიდურესი გარდაქმნები ერთი ფორმიდან მეორეში - არ გვეჩვენება რაღაც უჩვეულო. ნეიტრონის დასუსტებული მდგომარეობა, როგორც ჩანს, განპირობებულია პროგრამის არანორმალური მოქმედებით, რომელიც აყალიბებს ნეიტრონს ფიზიკურ სამყაროში - და ამავე დროს უფრო ადვილია ნეიტრონის დაშლა პროტონად და ელექტრონად. როგორც ჩანს, საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა 17 წუთი, რომელიც იზომება ბირთვული რეაქტორებიდან გამოსხივებული ნეიტრონებისთვის, დამახასიათებელია დასუსტებული ნეიტრონებისთვის. დაუოკებელ ნეიტრონს შეუძლია იცხოვროს, ჩვენი აზრით, მანამ, სანამ მისი დამაკავშირებელი ალგორითმი მუშაობს ( 4.10 ), ანუ განუსაზღვრელი ვადით.

როგორ ანადგურებს დასუსტებული ნეიტრონი მძიმე ბირთვს? დაუსუსტებელ ნეიტრონებთან შედარებით, ნუკლეონის პულსაციის შეწყვეტის პერიოდი იზრდება დასუსტებული ნეიტრონებისთვის. თუ ასეთ ნეიტრონს, რომელიც შევიდა ბირთვში, ექნება ბირთვული შეფერხებები „ჩართული“, ისე, რომ იგი ასოცირდება ზოგიერთ პროტონთან, მაშინ სამმაგში ბმების გადართვის ზემოთ აღწერილი სინქრონიზმი. ნ 0 -გვ + -ნ 0 (4.12 ) შეუძლებელი იქნება. შედეგად, ბმის სინქრონიზმი შესაბამის a-კომპლექსში დაირღვევა, რაც გამოიწვევს ბმული გადართვის წარუმატებლობების თანმიმდევრობას, რაც ოპტიმალურად შეცვლის a-კომპლექსებს და უზრუნველყოფს ბირთვის დინამიურ სტრუქტურას ( 4.12 ). ფიგურალურად რომ ვთქვათ, ბირთვში გაივლის ბზარი, რომელიც წარმოიქმნება არა ბირთვული ობლიგაციების ძალისმიერი რღვევით, არამედ მათი გადართვის სინქრონიზმის დარღვევით. გაითვალისწინეთ, რომ აღწერილი სცენარის საკვანძო მომენტი არის ბირთვული ბმის „ჩართვა“ დასუსტებულ ნეიტრონში - და იმისათვის, რომ ეს „ჩართვა“ მოხდეს, ნეიტრონს უნდა ჰქონდეს საკმარისად მცირე კინეტიკური ენერგია. აი, როგორ ავხსნით, თუ რატომ აღაგზნებს რამდენიმე ასეული კევ კინეტიკური ენერგიის მქონე ნეიტრონები მხოლოდ მძიმე ბირთვს, მაშინ როცა თერმულ ნეიტრონებს, რომელთა ენერგია მხოლოდ რამდენიმე მეასედია ევ-ს, შეუძლიათ მისი ეფექტურად დაშლა.

რას ვხედავთ? როდესაც ბირთვი იყოფა ორ ფრაგმენტად, ის ბირთვული ბმები "შემთხვევით" იშლება, რაც მათი გადართვის ნორმალურ რეჟიმში ( 4.12 ), დააკავშირა ეს ორი ფრაგმენტი თავდაპირველ ბირთვში. ჩნდება არანორმალური სიტუაცია, როდესაც ზოგიერთი ნუკლეონის თვითენერგია მცირდება ბირთვული ბმების ენერგიით, მაგრამ თავად ეს ბმები აღარ არსებობს. ეს შემთხვევითობა, ავტონომიური ენერგიის გარდაქმნების პრინციპის ლოგიკის მიხედვით ( 4.4 ), სიტუაცია მაშინვე გამოსწორებულია შემდეგნაირად: ნუკლეონების თვითენერგიები რჩება ისეთივე, როგორიც არის, და გატეხილი ბმების ყოფილი ენერგიები გარდაიქმნება ნუკლეონების კინეტიკურ ენერგიად - და, საბოლოოდ, კინეტიკურ ენერგიად. ფრაგმენტები. ამრიგად, მძიმე ბირთვის დაშლის ენერგია განპირობებულია არა საწყისი ბირთვისა და ფრაგმენტების მასობრივი დეფექტების სხვაობით და არა ფრაგმენტების კულონის მოგერიების ენერგიით. ფრაგმენტების კინეტიკური ენერგია არის ბირთვული ობლიგაციების ყოფილი ენერგია, რომელიც ამ ფრაგმენტებს თავდაპირველ ბირთვში ატარებდა. ამ დასკვნას მხარს უჭერს ფრაგმენტების კინეტიკური ენერგიის მუდმივობის გასაოცარი და ნაკლებად ცნობილი ფაქტი, მიუხედავად ზემოქმედების სიძლიერისა, რომელიც იწვევს ბირთვის გაყოფას. ასე რომ, როდესაც ურანის ბირთვების დაშლა დაიწყო პროტონებით 450 მევ ენერგიით, ფრაგმენტების კინეტიკური ენერგია იყო 163 ± 8 მევ, ე.ი. ისევე, როგორც მაშინ, როდესაც დაშლა იწყება თერმული ნეიტრონების მიერ, ენერგიით ევ-ის მეასედებში!

შემოთავაზებულ მოდელზე დაყრდნობით გავაკეთოთ ურანის ბირთვის დაშლის ენერგიის მიახლოებითი შეფასება ყველაზე სავარაუდო ვარიანტის მიხედვით, 92 U 235 ® 36 Kr 94 + 56 Ba 139, რომელშიც ფრაგმენტები მოიცავს 18 და 28 a-კომპლექსებს. . ვივარაუდოთ, რომ ეს 18 და 28 a-კომპლექსები დაკავშირებულია თავდაპირველ ბირთვში 8-10 გადართვის ბმით, თითოეულს აქვს საშუალო ენერგია 20 მევ (იხ. სურ.4.13), მაშინ ფრაგმენტების ენერგია უნდა იყოს 160–200 მევ, ე.ი. ღირებულება ახლოს არის რეალურ მნიშვნელობასთან.

სტატიის შინაარსი

ᲑᲘᲠᲗᲕᲣᲚᲘ ᲓᲐᲨᲚᲐ,ბირთვული რეაქცია, რომლის დროსაც ატომის ბირთვი, ნეიტრონების მიერ დაბომბვისას, ორ ან მეტ ფრაგმენტად იყოფა. ფრაგმენტების საერთო მასა ჩვეულებრივ ნაკლებია საწყისი ბირთვისა და დაბომბვის ნეიტრონის მასების ჯამზე. "დაკარგული მასა" მენერგიად იქცევა ეაინშტაინის ფორმულის მიხედვით ე = მკ 2, სადაც გარის სინათლის სიჩქარე. ვინაიდან სინათლის სიჩქარე ძალიან მაღალია (299,792,458 მ/წმ), მცირე მასა შეესაბამება ენერგიის უზარმაზარ რაოდენობას. ეს ენერგია შეიძლება გარდაიქმნას ელექტროენერგიად.

ბირთვული დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია გარდაიქმნება სითბოდ, როდესაც დაშლის ფრაგმენტები შენელდება. სითბოს გამოყოფის სიჩქარე დამოკიდებულია ბირთვების დაშლის რაოდენობაზე დროის ერთეულზე. როდესაც დიდი რაოდენობით ბირთვების დაშლა ხდება მცირე მოცულობით მოკლე დროში, რეაქციას აქვს აფეთქების ხასიათი. ეს არის ატომური ბომბის პრინციპი. მეორეს მხრივ, თუ ბირთვების შედარებით მცირე რაოდენობა დიდი მოცულობით დაიშლება დიდი ხნის განმავლობაში, მაშინ შედეგი იქნება სითბოს გამოყოფა, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია. სწორედ ამას ეფუძნება ატომური ელექტროსადგურები. ატომურ ელექტროსადგურებში ბირთვული დაშლის შედეგად ბირთვულ რეაქტორებში გამოთავისუფლებული სითბო გამოიყენება ორთქლის წარმოებისთვის, რომელიც მიეწოდება ტურბინებს, რომლებიც ატრიალებენ ელექტრო გენერატორებს.

დაშლის პროცესების პრაქტიკული გამოყენებისთვის ყველაზე შესაფერისია ურანი და პლუტონიუმი. მათ აქვთ იზოტოპები (მოცემული ელემენტის ატომები სხვადასხვა მასის რიცხვით), რომლებიც იშლება ნეიტრონების შთანთქმისას, თუნდაც ძალიან დაბალი ენერგიით.

დაშლის ენერგიის პრაქტიკული გამოყენების გასაღები იყო ის ფაქტი, რომ ზოგიერთი ელემენტი გამოყოფს ნეიტრონებს დაშლის პროცესში. მიუხედავად იმისა, რომ ერთი ნეიტრონი შეიწოვება ბირთვული დაშლის დროს, ეს დანაკარგი ანაზღაურდება დაშლის დროს ახალი ნეიტრონების წარმოქმნით. თუ მოწყობილობას, რომელშიც ხდება დაშლა, აქვს საკმარისად დიდი („კრიტიკული“) მასა, მაშინ „ჯაჭვური რეაქცია“ შეიძლება შენარჩუნდეს ახალი ნეიტრონების გამო. ჯაჭვური რეაქცია შეიძლება კონტროლდებოდეს ნეიტრონების რაოდენობის რეგულირებით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გახლეჩა. თუ ის ერთზე მეტია, მაშინ გაყოფის ინტენსივობა იზრდება, ხოლო თუ ერთზე ნაკლებია, მცირდება.

ისტორიის ცნობარი

ბირთვული დაშლის აღმოჩენის ისტორია სათავეს იღებს ა.ბეკერელის (1852–1908) ნაშრომიდან. 1896 წელს გამოიკვლია სხვადასხვა მასალის ფოსფორესცენცია, მან აღმოაჩინა, რომ ურანის შემცველი მინერალები სპონტანურად ასხივებენ გამოსხივებას, რაც იწვევს ფოტოგრაფიული ფირფიტის გაშავებას მაშინაც კი, თუ მინერალსა და ფირფიტას შორის გაუმჭვირვალე მყარია მოთავსებული. სხვადასხვა ექსპერიმენტატორებმა დაადგინეს, რომ ეს გამოსხივება შედგება ალფა ნაწილაკებისგან (ჰელიუმის ბირთვები), ბეტა ნაწილაკებისგან (ელექტრონები) და გამა სხივებისგან (მყარი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება).

ბირთვების პირველი ტრანსფორმაცია, ხელოვნურად გამოწვეული ადამიანის მიერ, განხორციელდა 1919 წელს ე. რეზერფორდის მიერ, რომელმაც აზოტი გადააქცია ჟანგბადად ურანის ალფა ნაწილაკებით აზოტის დასხივებით. ამ რეაქციას თან ახლდა ენერგიის შთანთქმა, ვინაიდან მისი პროდუქტების - ჟანგბადისა და წყალბადის მასა აღემატება რეაქციაში შემავალი ნაწილაკების - აზოტისა და ალფა ნაწილაკების მასას. ბირთვული ენერგიის გამოშვება პირველად 1932 წელს მიაღწიეს ჯ.კოკკროფმა და ე. უოლტონმა, რომლებმაც ლითიუმი დაბომბეს პროტონებით. ამ რეაქციაში, რეაქციაში შემავალი ბირთვების მასა გარკვეულწილად აღემატებოდა პროდუქტების მასას, რის შედეგადაც გამოიყოფა ენერგია.

1932 წელს ჯ. ჩადვიკმა აღმოაჩინა ნეიტრონი - ნეიტრალური ნაწილაკი, რომლის მასა დაახლოებით ტოლია წყალბადის ატომის ბირთვის მასის. ფიზიკოსებმა მთელ მსოფლიოში დაიწყეს ამ ნაწილაკების თვისებების შესწავლა. ელექტრული მუხტის გარეშე და დადებითად დამუხტული ბირთვით არ მოიგერიეს, ვარაუდობდნენ, რომ ნეიტრონი უფრო სავარაუდოა, რომ გამოიწვიოს ბირთვული რეაქციები. უახლესმა შედეგებმა დაადასტურა ეს ვარაუდი. რომში ე.ფერმიმ და მისმა თანამშრომლებმა პერიოდული სისტემის თითქმის ყველა ელემენტი დაუქვემდებარეს ნეიტრონულ დასხივებას და აკვირდებოდნენ ბირთვულ რეაქციებს ახალი იზოტოპების წარმოქმნით. ახალი იზოტოპების წარმოქმნის დასტური იყო „ხელოვნური“ რადიოაქტიურობა გამა და ბეტა გამოსხივების სახით.

ბირთვული დაშლის შესაძლებლობის პირველი ნიშნები.

ფერმის მიეწერება დღეს ცნობილი მრავალი ნეიტრონული რეაქციის აღმოჩენა. კერძოდ, ის ცდილობდა მიეღო ელემენტი 93 ატომური ნომრით (ნეპტუნიუმი) ურანის (ელემენტი ატომური ნომრით 92) ნეიტრონებით დაბომბვით. ამავდროულად, მან დაარეგისტრირა შემოთავაზებულ რეაქციაში ნეიტრონების დაჭერის შედეგად გამოსხივებული ელექტრონები

238 U + 1 n ® 239 Np + ბ–,

სადაც 238 U არის ურანი-238-ის იზოტოპი, 1 n არის ნეიტრონი, 239 Np არის ნეპტუნი და ბ- - ელექტრონი. თუმცა, შედეგები შერეული იყო. იმის გამოსარიცხად, რომ რეგისტრირებული რადიოაქტიურობა მიეკუთვნებოდა ურანის იზოტოპებს ან სხვა ელემენტებს, რომლებიც მდებარეობს პერიოდულ სისტემაში ურანამდე, საჭირო იყო რადიოაქტიური ელემენტების ქიმიური ანალიზის ჩატარება.

ანალიზის შედეგებმა აჩვენა, რომ უცნობი ელემენტები შეესაბამება სერიულ ნომრებს 93, 94, 95 და 96. აქედან გამომდინარე, ფერმიმ დაასკვნა, რომ მან მიიღო ტრანსურანის ელემენტები. თუმცა, ო. ჰანმა და ფ. სტრასმანმა გერმანიაში, ჩაატარეს საფუძვლიანი ქიმიური ანალიზი, აღმოაჩინეს, რომ რადიოაქტიური ბარიუმი იმყოფება ურანის ნეიტრონებით დასხივების შედეგად წარმოქმნილ ელემენტებს შორის. ეს იმას ნიშნავდა, რომ, სავარაუდოდ, ურანის ბირთვების ნაწილი დაყოფილია ორ დიდ ფრაგმენტად.

განყოფილების დადასტურება.

ამის შემდეგ ფერმიმ, ჯ. დანინგმა და ჯ. პეგრამმა კოლუმბიის უნივერსიტეტიდან ჩაატარეს ექსპერიმენტები, რომლებმაც აჩვენეს, რომ ბირთვული დაშლა ნამდვილად ხდება. ნეიტრონების მიერ ურანის დაშლა დადასტურდა პროპორციული მრიცხველის, ღრუბლის კამერისა და დაშლის ფრაგმენტების დაგროვების მეთოდებით. პირველმა მეთოდმა აჩვენა, რომ მაღალი ენერგიის იმპულსები გამოიყოფა, როდესაც ნეიტრონული წყარო უახლოვდება ურანის ნიმუშს. ღრუბლის კამერაში დაფიქსირდა, რომ ნეიტრონებით დაბომბული ურანის ბირთვი ორ ნაწილად იყოფა. ამ უკანასკნელმა მეთოდმა შესაძლებელი გახადა იმის დადგენა, რომ, როგორც თეორიით არის ნაწინასწარმეტყველები, ფრაგმენტები რადიოაქტიურია. ამ ყველაფერმა ერთად აღებული დამაჯერებლად დაამტკიცა, რომ დაშლა ნამდვილად ხდება და შესაძლებელი გახადა დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის დარწმუნებით მსჯელობა.

ვინაიდან ნეიტრონების რაოდენობის დასაშვები თანაფარდობა სტაბილურ ბირთვებში პროტონების რაოდენობასთან მცირდება ბირთვის ზომის შემცირებით, ნეიტრონების წილი ფრაგმენტებში უნდა იყოს ნაკლები, ვიდრე თავდაპირველი ურანის ბირთვში. ამრიგად, არსებობდა ყველა საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ დაშლის პროცესს თან ახლავს ნეიტრონების ემისია. ეს მალევე ექსპერიმენტულად დაადასტურეს ფ.ჯოლიო-კიურიმ და მისმა თანამშრომლებმა: დაშლის პროცესში გამოსხივებული ნეიტრონების რაოდენობა აღემატებოდა შთანთქმის ნეიტრონების რაოდენობას. აღმოჩნდა, რომ ერთი აბსორბირებული ნეიტრონისთვის არის დაახლოებით ორნახევარი ახალი ნეიტრონი. მაშინვე აშკარა გახდა ჯაჭვური რეაქციის შესაძლებლობა და ენერგიის განსაკუთრებულად ძლიერი წყაროს შექმნისა და სამხედრო მიზნებისთვის გამოყენების პერსპექტივები. ამის შემდეგ, რიგ ქვეყანაში (განსაკუთრებით გერმანიასა და აშშ-ში) დაიწყო მუშაობა ატომური ბომბის შექმნაზე ღრმა საიდუმლოების პირობებში.

მეორე მსოფლიო ომის დროს განვითარებული მოვლენები.

1940 წლიდან 1945 წლამდე განვითარების მიმართულება განისაზღვრა სამხედრო მოსაზრებებით. 1941 წელს მიიღეს მცირე რაოდენობით პლუტონიუმი და დადგინდა ურანისა და პლუტონიუმის ბირთვული პარამეტრი. შეერთებულ შტატებში, ამისთვის აუცილებელი ყველაზე მნიშვნელოვანი საწარმოო და კვლევითი საწარმოები იმყოფებოდა "მანჰეტენის სამხედრო საინჟინრო ოლქის" იურისდიქციაში, რომელსაც "ურანის პროექტი" გადაეცა 1942 წლის 13 აგვისტოს. კოლუმბიის უნივერსიტეტში (ნიუ-იორკი) თანამშრომელთა ჯგუფმა ე.ფერმისა და ვ.ზინის ხელმძღვანელობით ჩაატარა პირველი ექსპერიმენტები, რომლებშიც ნეიტრონების გამრავლება შეისწავლეს ურანის დიოქსიდისა და გრაფიტის ბლოკების ბადეში - ატომურ „ქვაბეში“. 1942 წლის იანვარში ეს ნაშრომი გადაეცა ჩიკაგოს უნივერსიტეტს, სადაც 1942 წლის ივლისში მიიღეს შედეგები, რომლებიც აჩვენებდნენ თვითშენარჩუნებული ჯაჭვური რეაქციის შესაძლებლობას. თავდაპირველად რეაქტორი მუშაობდა 0,5 ვტ სიმძლავრით, მაგრამ 10 დღის შემდეგ სიმძლავრე გაიზარდა 200 ვტ-მდე. დიდი რაოდენობით ბირთვული ენერგიის მოპოვების შესაძლებლობა პირველად აჩვენეს 1945 წლის 16 ივლისს, როდესაც პირველი ატომური ბომბი ააფეთქეს ალამოგორდოს (ახალი მექსიკა) საცდელ ადგილზე.

ბირთვული რეაქტორები

ბირთვული რეაქტორი არის ინსტალაცია, რომელშიც შესაძლებელია განხორციელდეს ბირთვული დაშლის კონტროლირებადი თვითშენარჩუნებული ჯაჭვური რეაქცია. რეაქტორები შეიძლება კლასიფიცირდეს გამოყენებული საწვავის (დაშლილი და ნედლი იზოტოპების), მოდერატორის ტიპის, საწვავის ელემენტების ტიპისა და გამაგრილებლის ტიპის მიხედვით.

დაშლილი იზოტოპები.

არსებობს სამი დაშლის იზოტოპი - ურანი-235, პლუტონიუმ-239 და ურანი-233. ურანი-235 წარმოიქმნება იზოტოპების გამოყოფით; პლუტონიუმ-239 - რეაქტორებში, რომლებშიც ურანი-238 გარდაიქმნება პლუტონიუმად, 238 U ® 239 U ® 239 Np ® 239 Pu; ურანი-233 - რეაქტორებში, რომლებშიც თორიუმი-232 გადამუშავებულია ურანში. ენერგეტიკული რეაქტორისთვის ბირთვული საწვავი შეირჩევა მისი ბირთვული და ქიმიური თვისებების, ასევე ღირებულების გათვალისწინებით.

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს დაშლის იზოტოპების ძირითად პარამეტრებს. მთლიანი კვეთა ახასიათებს ნებისმიერი ტიპის ურთიერთქმედების ალბათობას ნეიტრონსა და მოცემულ ბირთვს შორის. დაშლის ჯვარი ახასიათებს ნეიტრონის მიერ ბირთვული დაშლის ალბათობას. ენერგიის მოსავლიანობა ერთ აბსორბირებულ ნეიტრონზე დამოკიდებულია ბირთვების რომელი ფრაქცია არ მონაწილეობს დაშლის პროცესში. ერთ დაშლის მოვლენაში გამოსხივებული ნეიტრონების რაოდენობა მნიშვნელოვანია ჯაჭვური რეაქციის შენარჩუნების თვალსაზრისით. ახალი ნეიტრონების რაოდენობა შთანთქმის ნეიტრონიზე მნიშვნელოვანია, რადგან ის ახასიათებს დაშლის ინტენსივობას. დაგვიანებული ნეიტრონების ფრაქცია, რომელიც გამოიყოფა დაშლის შემდეგ, დაკავშირებულია მასალაში დაგროვილ ენერგიასთან.

დახეთქილი იზოტოპების მახასიათებლები

დახეთქილი იზოტოპების მახასიათებლები
იზოტოპი	ურანი-235		ურანი-233		პლუტონიუმი-239
ნეიტრონული ენერგია	1 მევ	0,025 ევ	1 მევ	0,025 ევ	1 მევ	0,025 ევ
სრული განყოფილება	6.6±0.1	695±10	6.2±0.3	600±10	7.3±0.2	1005±5
განყოფილების ჯვარი განყოფილება	1.25±0.05	581 ± 6	1,85±0,10	526±4	1,8±0,1	751±10
ბირთვების ფრაქცია, რომელიც არ მონაწილეობს გაყოფაში	0,077 ± 0,002	0,174 ± 0,01	0,057 ± 0,003	0,098 ± 0,004	0,08 ± 0,1	0,37 ± 0,03
ნეიტრონების რაოდენობა, რომლებიც გამოიყოფა ერთი დაშლის დროს	2.6±0.1	2.43 ± 0.03	2.65±0.1	2.50±0.03	3.03±0.1	2.84±0.06
ნეიტრონების რაოდენობა აბსორბირებულ ნეიტრონზე	2.41±0.1	2.07 ± 0.02	2.51±0.1	2.28 ± 0.02		2.07±0.04
დაგვიანებული ნეიტრონების ფრაქცია, %	(0.64±0.03)	(0.65±0.02)	(0.26±0.02)	(0.26±0.01)	(0.21±0.01)	(0.22±0.01)
დაშლის ენერგია, MeV
ყველა მონაკვეთი მოცემულია ბეღელებში (10 -28 მ 2).

ცხრილის მონაცემები აჩვენებს, რომ თითოეულ ფისილურ იზოტოპს აქვს თავისი უპირატესობები. მაგალითად, თერმული ნეიტრონების ყველაზე დიდი კვეთის მქონე იზოტოპის შემთხვევაში (ენერგიით 0,025 ევ), ნეიტრონული მოდერატორის გამოყენებისას კრიტიკული მასის მისაღწევად საჭიროა ნაკლები საწვავი. ვინაიდან აბსორბირებულ ნეიტრონზე ნეიტრონების ყველაზე დიდი რაოდენობა გვხვდება სწრაფ პლუტონიუმის რეაქტორში (1 მევ), მეცხოველეობის რეჟიმში უმჯობესია გამოიყენოთ პლუტონიუმი სწრაფ რეაქტორში ან ურანი-233 თერმულ რეაქტორში, ვიდრე ურანი-235 თერმულ რეაქტორში. ურანი-235 უფრო სასურველია კონტროლის სიმარტივის თვალსაზრისით, რადგან მას აქვს დაგვიანებული ნეიტრონების უფრო დიდი წილი.

ნედლი იზოტოპები.

არსებობს ორი ნედლეული იზოტოპი: თორიუმი-232 და ურანი-238, საიდანაც მიიღება დაშლილი იზოტოპები ურანი-233 და პლუტონიუმ-239. ნედლი იზოტოპების გამოყენების ტექნოლოგია დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორზე, როგორიცაა გამდიდრების საჭიროება. ურანის საბადო შეიცავს 0,7% ურან-235-ს, ხოლო თორიუმის საბადო არ შეიცავს გაყოფილ იზოტოპებს. მაშასადამე, თორიუმს უნდა დაემატოს გამდიდრებული დაშლის იზოტოპი. ასევე მნიშვნელოვანია ახალი ნეიტრონების რაოდენობა შთანთქმის ნეიტრონიზე. ამ ფაქტორის გათვალისწინებით, უპირატესობა უნდა მიენიჭოს ურანი-233-ს თერმული ნეიტრონების შემთხვევაში (ზომიერი ენერგიის 0,025 ევ-მდე), ვინაიდან ასეთ პირობებში გამოსხივებული ნეიტრონების რაოდენობა მეტია და, შესაბამისად, გარდაქმნა. ფაქტორი არის ახალი დაშლილი ბირთვების რაოდენობა ერთ „დახარჯულ“ ფისილურ ბირთვზე.

რეტარდერები.

მოდერატორი ემსახურება დაშლის პროცესში გამოსხივებული ნეიტრონების ენერგიის შემცირებას დაახლოებით 1 მევ-დან დაახლოებით 0,025 ევ თერმულ ენერგიამდე. იმის გამო, რომ ზომიერება ძირითადად ხდება ელასტიური გაფანტვის შედეგად არა-დაშლილი ატომების ბირთვების მიერ, მოდერატორი ატომების მასა უნდა იყოს რაც შეიძლება მცირე, რათა ნეიტრონს შეეძლოს მათზე მაქსიმალური ენერგიის გადაცემა. გარდა ამისა, მოდერატორ ატომებს უნდა ჰქონდეთ მცირე (გაფანტვის ჯვარედინი განყოფილებასთან შედარებით) დამჭერი ჯვარი, ვინაიდან ნეიტრონი არაერთხელ უნდა შეეჯახოს მოდერატორ ატომებს, სანამ შენელდება თერმულ ენერგიამდე.

საუკეთესო მოდერატორი წყალბადია, ვინაიდან მისი მასა თითქმის ნეიტრონის მასის ტოლია და, შესაბამისად, წყალბადთან შეჯახებისას ნეიტრონი კარგავს უდიდეს ენერგიას. მაგრამ ჩვეულებრივი (მსუბუქი) წყალბადი ძალიან ძლიერად შთანთქავს ნეიტრონებს და, შესაბამისად, დეიტერიუმი (მძიმე წყალბადი) და მძიმე წყალი უფრო შესაფერისი მოდერატორია, მიუხედავად მათი ოდნავ დიდი მასისა, რადგან ისინი ნაკლებად შთანთქავენ ნეიტრონებს. ბერილიუმი შეიძლება ჩაითვალოს კარგ მოდერატორად. ნახშირბადს აქვს ნეიტრონების შთანთქმის ისეთი მცირე ჯვარი, რომ ის ეფექტურად აფერხებს ნეიტრონებს, თუმცა მისი შენელებისთვის გაცილებით მეტი შეჯახებაა საჭირო, ვიდრე წყალბადი.

საშუალო რიცხვი ნწყალბადის, დეიტერიუმის, ბერილიუმის და ნახშირბადის გამოყენებით ნეიტრონის 1 მევ-დან 0,025 ევ-მდე შესანელებლად საჭირო ელასტიური შეჯახება არის დაახლოებით 18, 27, 36 და 135, შესაბამისად. ამ მნიშვნელობების მიახლოებითი ბუნება განპირობებულია იმით, რომ ქიმიური ენერგიის არსებობის გამო, ობლიგაციები შეჯახების მოდერატორში 0,3 ევ-ზე დაბალ ენერგიებში ძნელად შეიძლება იყოს ელასტიური. დაბალი ენერგიების დროს ატომურ გისოსს შეუძლია გადაიტანოს ენერგია ნეიტრონებს ან შეცვალოს ეფექტური მასა შეჯახებისას, რითაც არღვევს შენელების პროცესს.

სითბოს მატარებლები.

ბირთვულ რეაქტორებში გამოყენებული გამაგრილებლებია წყალი, მძიმე წყალი, თხევადი ნატრიუმი, თხევადი ნატრიუმ-კალიუმი (NaK), ჰელიუმი, ნახშირორჟანგი და ორგანული სითხეები, როგორიცაა ტერფენილი. ეს ნივთიერებები კარგი სითბოს მატარებელია და აქვთ დაბალი ნეიტრონის შთანთქმის ჯვარი სექციები.

წყალი არის შესანიშნავი მოდერატორი და გამაგრილებელი, მაგრამ ძალიან ძლიერად შთანთქავს ნეიტრონებს და აქვს ზედმეტად მაღალი ორთქლის წნევა (14 მპა) 336 ° C სამუშაო ტემპერატურაზე. ყველაზე ცნობილი მოდერატორი არის მძიმე წყალი. მისი მახასიათებლები ახლოსაა ჩვეულებრივი წყლის მახასიათებლებთან და ნეიტრონის შთანთქმის ჯვარი უფრო მცირეა. ნატრიუმი არის შესანიშნავი გამაგრილებელი, მაგრამ არ არის ეფექტური, როგორც ნეიტრონული მოდერატორი. ამიტომ მას იყენებენ სწრაფ ნეიტრონულ რეაქტორებში, სადაც დაშლის დროს მეტი ნეიტრონები გამოიყოფა. მართალია, ნატრიუმს აქვს მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები: ის იწვევს რადიოაქტიურობას, აქვს დაბალი სითბოს ტევადობა, ის ქიმიურად აქტიურია და მყარდება ოთახის ტემპერატურაზე. ნატრიუმის და კალიუმის შენადნობი თვისებებით ნატრიუმის მსგავსია, მაგრამ ოთახის ტემპერატურაზე რჩება თხევადი. ჰელიუმი არის შესანიშნავი გამაგრილებელი, მაგრამ მას აქვს დაბალი სპეციფიკური სითბოს მოცულობა. ნახშირორჟანგი კარგი გამაგრილებელია და ფართოდ გამოიყენება გრაფიტის რეაქტორებში. ტერფენილს აქვს უპირატესობა წყალთან შედარებით, რომ მას აქვს დაბალი ორთქლის წნევა სამუშაო ტემპერატურაზე, მაგრამ ის იშლება და პოლიმერიზდება მაღალი ტემპერატურისა და რადიაციული ნაკადების ქვეშ, რაც დამახასიათებელია რეაქტორებისთვის.

სითბოს წარმოქმნის ელემენტები.

საწვავის ელემენტი (FE) არის საწვავის ბირთვი ჰერმეტული გარსით. მოპირკეთება ხელს უშლის დაშლის პროდუქტების გაჟონვას და საწვავის ურთიერთქმედებას გამაგრილებელთან. გარსის მასალა სუსტად უნდა შთანთქოს ნეიტრონებს და ჰქონდეს მისაღები მექანიკური, ჰიდრავლიკური და თბოგამტარი მახასიათებლები. საწვავის ელემენტები, როგორც წესი, არის აგლომერირებული ურანის ოქსიდის მარცვლები ალუმინის, ცირკონიუმის ან უჟანგავი ფოლადის მილებში; ურანის შენადნობების მარცვლები ცირკონიუმით, მოლიბდენით და ალუმინის დაფარული ცირკონიუმით ან ალუმინით (ალუმინის შენადნობის შემთხვევაში); გრაფიტის ტაბლეტები დისპერსიული ურანის კარბიდით დაფარული გაუვალი გრაფიტით.

საწვავის ყველა ეს ელემენტი გამოიყენება, მაგრამ წნევის ქვეშ მყოფი წყლის რეაქტორებისთვის ყველაზე მეტად სასურველია ურანის ოქსიდის მარცვლები უჟანგავი ფოლადის მილებში. ურანის დიოქსიდი არ რეაგირებს წყალთან, აქვს მაღალი რადიაციის წინააღმდეგობა და ახასიათებს მაღალი დნობის წერტილი.

როგორც ჩანს, გრაფიტის საწვავის უჯრედები ძალიან შესაფერისია მაღალი ტემპერატურის გაზით გაცივებული რეაქტორებისთვის, მაგრამ მათ აქვთ სერიოზული ნაკლი - აირისებრი დაშლის პროდუქტებს შეუძლიათ შეაღწიონ მათი მოპირკეთების საშუალებით გრაფიტის დიფუზიის ან დეფექტების გამო.

ორგანული გამაგრილებლები შეუთავსებელია ცირკონიუმის საწვავის ღეროებთან და ამიტომ მოითხოვს ალუმინის შენადნობების გამოყენებას. ორგანული გამაგრილებლების მქონე რეაქტორების პერსპექტივა დამოკიდებულია იმაზე, შეიქმნება თუ არა ალუმინის შენადნობები ან ფხვნილის მეტალურგიის პროდუქტები, რომლებსაც ექნებათ სიმტკიცე (სამუშაო ტემპერატურაზე) და თერმული კონდუქტომეტრული ფარფლების გამოსაყენებლად, რომლებიც გაზრდის სითბოს გადაცემას გამაგრილებელზე. ვინაიდან თბოგამტარობის გამო საწვავსა და ორგანულ გამაგრილებელს შორის სითბოს გადაცემა მცირეა, სითბოს გადაცემის გასაზრდელად სასურველია ზედაპირული დუღილის გამოყენება. ახალი პრობლემები დაკავშირებული იქნება ზედაპირულ დუღილთან, მაგრამ ისინი უნდა მოგვარდეს, თუ ორგანული სითბოს გადამცემი სითხეების გამოყენება სასარგებლო იქნება.

რეაქტორების ტიპები

თეორიულად, შესაძლებელია 100-ზე მეტი სხვადასხვა ტიპის რეაქტორი, რომლებიც განსხვავდებიან საწვავის, მოდერატორისა და გამაგრილებლების მიხედვით. ჩვეულებრივი რეაქტორების უმეტესობა იყენებს წყალს, როგორც გამაგრილებელს, წნევის ქვეშ ან მდუღარე წყალში.

წნევის ქვეშ მყოფი წყლის რეაქტორი.

ასეთ რეაქტორებში წყალი ემსახურება როგორც მოდერატორი და გამაგრილებელი. გაცხელებული წყალი ზეწოლის ქვეშ იტუმბება სითბოს გადამცვლელში, სადაც სითბო გადადის მეორადი მიკროსქემის წყალში, რომელშიც წარმოიქმნება ორთქლი, რომელიც ბრუნავს ტურბინას.

მდუღარე რეაქტორი.

ასეთ რეაქტორში წყალი დუღს უშუალოდ რეაქტორის ბირთვში და მიღებული ორთქლი ტურბინაში შედის. მდუღარე წყლის რეაქტორების უმეტესობა ასევე იყენებს წყალს, როგორც მოდერატორს, მაგრამ ზოგჯერ გამოიყენება გრაფიტის მოდერატორი.

რეაქტორი თხევადი ლითონის გაგრილებით.

ასეთ რეაქტორში თხევადი ლითონი, რომელიც ცირკულირებს მილებში, გამოიყენება რეაქტორში დაშლის დროს გამოთავისუფლებული სითბოს გადასატანად. ამ ტიპის თითქმის ყველა რეაქტორი იყენებს ნატრიუმს გამაგრილებლად. პირველადი მიკროსქემის მილების მეორე მხარეს წარმოქმნილი ორთქლი მიეწოდება ჩვეულებრივ ტურბინას. თხევადი ლითონის გაცივებულ რეაქტორში შეიძლება გამოყენებულ იქნას შედარებით მაღალი ენერგიის ნეიტრონები (სწრაფი ნეიტრონული რეაქტორი) ან ნეიტრონები, რომლებიც ზომიერია გრაფიტის ან ბერილიუმის ოქსიდში. როგორც სელექციონერი რეაქტორები, თხევადი ლითონის გაცივებული სწრაფი ნეიტრონული რეაქტორები უფრო სასურველია, რადგან ამ შემთხვევაში არ არის ნეიტრონების დანაკარგები, რომლებიც დაკავშირებულია ზომიერებასთან.

გაზის გაგრილებული რეაქტორი.

ასეთ რეაქტორში დაშლის პროცესში გამოთავისუფლებული სითბო გაზით - ნახშირორჟანგით ან ჰელიუმით გადადის ორთქლის გენერატორში. ნეიტრონის მოდერატორი ჩვეულებრივ გრაფიტია. გაზის გაგრილებით რეაქტორს შეუძლია იმუშაოს ბევრად უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე თხევადი გაგრილებული რეაქტორი და, შესაბამისად, შესაფერისია სამრეწველო გათბობის სისტემებისთვის და მაღალი ეფექტურობის ელექტროსადგურებისთვის. გაზით გაცივებული მცირე რეაქტორები ხასიათდებიან ექსპლუატაციის გაზრდილი უსაფრთხოებით, კერძოდ, რეაქტორის დნობის რისკის არარსებობით.

ერთგვაროვანი რეაქტორები.

ერთგვაროვანი რეაქტორების ბირთვში გამოიყენება ერთგვაროვანი სითხე, რომელიც შეიცავს ურანის გაყოფილ იზოტოპს. სითხე ჩვეულებრივ არის გამდნარი ურანის ნაერთი. იგი გადატუმბულია დიდ სფერულ ჭურჭელში, სადაც კრიტიკულ მასაში ხდება დაშლის ჯაჭვური რეაქცია. შემდეგ სითხე იკვებება ორთქლის გენერატორში. ჰომოგენურმა რეაქტორებმა პოპულარობა ვერ მოიპოვეს დიზაინისა და ტექნოლოგიური სირთულეების გამო.

რეაქტიულობა და კონტროლი

ბირთვულ რეაქტორში თვითშენარჩუნებული ჯაჭვური რეაქციის შესაძლებლობა დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენ ნეიტრონს ჟონავს რეაქტორიდან. დაშლის დროს წარმოქმნილი ნეიტრონები შთანთქმის შედეგად ქრება. გარდა ამისა, ნეიტრონის გაჟონვა შესაძლებელია მატერიის მეშვეობით დიფუზიის გამო, როგორც ერთი გაზის მეორეში დიფუზიის მსგავსი.

ბირთვული რეაქტორის გასაკონტროლებლად, თქვენ უნდა შეძლოთ ნეიტრონის გამრავლების ფაქტორის კონტროლი კ, განისაზღვრება, როგორც ერთ თაობაში ნეიტრონების რაოდენობის თანაფარდობა წინა თაობის ნეიტრონების რაოდენობასთან. ზე კ= 1 (კრიტიკული რეაქტორი) არის სტაციონარული ჯაჭვის რეაქცია მუდმივი ინტენსივობით. ზე კ> 1 (ზეკრიტიკული რეაქტორი), პროცესის ინტენსივობა იზრდება და ზე კ r = 1 – (1/ კ) ეწოდება რეაქტიულობა.)

დაგვიანებული ნეიტრონების ფენომენის გამო ნეიტრონების „დაბადების“ დრო 0,001 წმ-დან 0,1 წმ-მდე იზრდება. რეაქციის ეს დამახასიათებელი დრო შესაძლებელს ხდის მის კონტროლს მექანიკური ამძრავების - საკონტროლო ღეროებისგან დამზადებული ნეიტრონების შთანთქმის მასალისგან (B, Cd, Hf, In, Eu, Gd და ა.შ.). საკონტროლო დროის მუდმივი უნდა იყოს 0,1 წმ ან მეტის რიგის. უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად, არჩეულია რეაქტორის მუშაობის ისეთი რეჟიმი, რომელშიც საჭიროა დაგვიანებული ნეიტრონები თითოეულ თაობაში სტაციონარული ჯაჭვური რეაქციის შესანარჩუნებლად.

მოცემული სიმძლავრის დონის უზრუნველსაყოფად გამოიყენება საკონტროლო ღეროები და ნეიტრონული რეფლექტორები, მაგრამ კონტროლის ამოცანა შეიძლება მნიშვნელოვნად გამარტივდეს რეაქტორის სწორი გაანგარიშებით. მაგალითად, თუ რეაქტორი ისეა შექმნილი, რომ სიმძლავრის ან ტემპერატურის მატებასთან ერთად რეაქტიულობა მცირდება, მაშინ ის უფრო სტაბილური იქნება. მაგალითად, თუ ჩამორჩენა არასაკმარისია, რეაქტორში წყალი ფართოვდება ტემპერატურის მატების გამო, ე.ი. მოდერატორის სიმკვრივე მცირდება. შედეგად, ურანი-238-ში ნეიტრონების შეწოვა გაუმჯობესებულია, რადგან მათ არ აქვთ დრო, რომ ეფექტურად შეანელონ. ზოგიერთ რეაქტორში, წყლის სიმკვრივის შემცირების გამო, გამოიყენება რეაქტორიდან ნეიტრონების გაჟონვის გაზრდის ფაქტორი. რეაქტორის სტაბილიზაციის კიდევ ერთი გზაა „რეზონანსული ნეიტრონის შთანთქმის“ გაცხელება, როგორიცაა ურანი-238, რომელიც შემდეგ უფრო ძლიერად შთანთქავს ნეიტრონებს.

უსაფრთხოების სისტემები.

რეაქტორის უსაფრთხოება უზრუნველყოფილია ამა თუ იმ მექანიზმით მისი გამორთვის სიმძლავრის მკვეთრი ზრდის შემთხვევაში. ეს შეიძლება იყოს ფიზიკური პროცესის მექანიზმი, ან კონტროლისა და დაცვის სისტემის მოქმედება, ან ორივე. წყალში გაცივებული რეაქტორების დაპროექტებისას გათვალისწინებულია საგანგებო სიტუაციები, რომლებიც დაკავშირებულია რეაქტორში ცივი წყლის შემოსვლასთან, გამაგრილებლის ნაკადის სიჩქარის ვარდნასთან და ძალიან მაღალ რეაქტიულობასთან გაშვებისას. ვინაიდან რეაქციის ინტენსივობა იზრდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად, რეაქტორში ცივი წყლის მკვეთრი შემოდინებით, რეაქტიულობა და სიმძლავრე იზრდება. დაცვის სისტემა ჩვეულებრივ ითვალისწინებს ავტომატურ საკეტს ცივი წყლის შეღწევის თავიდან ასაცილებლად. გამაგრილებლის ნაკადის შემცირებით, რეაქტორი გადახურდება, მაშინაც კი, თუ მისი სიმძლავრე არ იზრდება. ასეთ შემთხვევებში საჭიროა ავტომატური გაჩერება. გარდა ამისა, გამაგრილებლის ტუმბოები უნდა იყოს ისეთი ზომის, რომ მიეწოდება გამაგრილებელი, რომელიც საჭიროა რეაქტორის გამორთვისთვის. გადაუდებელი სიტუაცია შეიძლება წარმოიშვას ძალიან მაღალი რეაქტიულობის მქონე რეაქტორის გაშვებისას. დაბალი სიმძლავრის დონის გამო, რეაქტორს არ აქვს დრო, რომ გაცხელდეს იმდენი, რომ ტემპერატურის დაცვამ იმუშაოს, სანამ ძალიან გვიან არ არის. ასეთ შემთხვევებში ერთადერთი საიმედო ზომა არის რეაქტორის ფრთხილად გაშვება.

ამ გადაუდებელი შემთხვევების თავიდან აცილება საკმაოდ მარტივია, თუ დაიცავთ შემდეგ წესს: ყველა ქმედება, რომელსაც შეუძლია გაზარდოს სისტემის რეაქტიულობა, უნდა განხორციელდეს ფრთხილად და ნელა. ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქტორის უსაფრთხოების საკითხში არის რეაქტორის ბირთვის ხანგრძლივი გაგრილების აბსოლუტური საჭიროება მასში დაშლის რეაქციის დასრულების შემდეგ. ფაქტია, რომ საწვავის ვაზნებში დარჩენილი რადიოაქტიური დაშლის პროდუქტები გამოყოფს სითბოს. ეს გაცილებით ნაკლებია ვიდრე სრული სიმძლავრის რეჟიმში გამოთავისუფლებული სითბო, მაგრამ საკმარისია საწვავის ელემენტების დნობა აუცილებელი გაგრილების არარსებობის შემთხვევაში. გაგრილების წყლის მიწოდების ხანმოკლე შეწყვეტამ გამოიწვია ბირთვის მნიშვნელოვანი დაზიანება და რეაქტორის ავარია სამი მილის კუნძულზე (აშშ). რეაქტორის ბირთვის განადგურება არის მინიმალური ზიანი ასეთი ავარიის შემთხვევაში. უარესი, თუ არის საშიში რადიოაქტიური იზოტოპების გაჟონვა. სამრეწველო რეაქტორების უმეტესობა აღჭურვილია ჰერმეტულად დალუქული უსაფრთხოების ჭურვებით, რამაც ხელი უნდა შეუშალოს იზოტოპების გარემოში გათავისუფლებას ავარიის შემთხვევაში.

დასასრულს, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ რეაქტორის განადგურების შესაძლებლობა დიდწილად დამოკიდებულია მის სქემასა და დიზაინზე. რეაქტორები შეიძლება შეიქმნას ისე, რომ გამაგრილებლის ნაკადის სიჩქარის შემცირებამ არ გამოიწვიოს დიდი პრობლემები. ეს არის სხვადასხვა ტიპის გაზის გაგრილებული რეაქტორები.

ის ფაქტი, რომ ენერგია გამოიყოფა მძიმე ბირთვების დაშლის დროს, პირდაპირ გამომდინარეობს კონკრეტული შემაკავშირებელი ენერგიის ε დამოკიდებულებიდან. = E St (A,Z)/A მასის რიცხვზე A (ნახ. 2). მძიმე ბირთვის დაშლის დროს წარმოიქმნება მსუბუქი ბირთვები, რომლებშიც ნუკლეონები უფრო ძლიერად არის შეკრული და ენერგიის ნაწილი გამოიყოფა დაშლის დროს.
როგორც წესი, ბირთვულ დაშლას თან ახლავს 1–4 ნეიტრონის ემისია.
გამოვხატოთ Q ნაწილების დაშლის ენერგია საწყისი და საბოლოო ბირთვების შებოჭვის ენერგიების მიხედვით. საწყისი ბირთვის ენერგია, რომელიც შედგება Z პროტონებისა და N ნეიტრონებისაგან, აქვს M (A, Z) მასა და E St (A, Z) შემაკავშირებელ ენერგიას, ვწერთ შემდეგი სახით:

M(A,Z)c 2 = (Zm p + Nm n)c 2 – E St (A,Z).

ბირთვის (A, Z) დაყოფას 2 ფრაგმენტად (A 1, Z 1) და (A 2, Z 2) თან ახლავს N n-ის წარმოქმნა. = A - A 1 - A 2 სწრაფი ნეიტრონები. თუ ბირთვი (A,Z) დაყოფილია ფრაგმენტებად M 1 (A 1 ,Z 1), M 2 (A 2 ,Z 2) მასებით და E st1 (A 1,Z 1), E st2 (A) ენერგიებით. 2, Z 2), შემდეგ დაშლის ენერგიისთვის გვაქვს გამოთქმა:

Q div \u003d (M (A, Z) -) c 2 \u003d E sv1 (A 1, Z 1) + E sv (A 2, Z 2) - E sv (A, Z),

და

A \u003d A 1 + A 2 + N n, Z \u003d Z 1 + Z 2.

ნახ. 26 გვიჩვენებს ბირთვული დაშლის კალკულატორის საძიებო ფორმას საძიებო რეცეპტის ფორმირების მაგალითით, რათა განისაზღვროს 235 U ბირთვის სპონტანური დაშლის ენერგიის ზღვარი და რეაქციის ენერგია 139 Xe ფრაგმენტის წარმოქმნით და ერთი ნეიტრონის ემისიით. .

მოთხოვნის ინსტრუქციის ფორმირება ხდება შემდეგნაირად:

• « ბირთვი არის სამიზნე» – 235 U (არჩეულია Z = 92, A= 235 მნიშვნელობები);
• « შემთხვევის ნაწილაკი» – ნაწილაკების გარეშე – სპონტანური გაყოფა (არჩეულია ჩამოსაშლელი მენიუში « არ არის მფრინავი ნაწილაკები»);
• « არჩევადი (მომხმარებლის) ნაჭერი» – ფრაგმენტის ბირთვი, მაგალითად, 95 Sr (არჩეულია მნიშვნელობები Z = 38, A = 95);
• « (პროგრამით განსაზღვრული) ნატეხი» – 140 Xe ფრაგმენტის ბირთვი (Z = 92 – 38 = 54,
  A = 235 - 95 = 140);
• « მყისიერი ნაწილაკი 1, რომელსაც თან ახლავს გაყოფა» არის ნეიტრონი (მნიშვნელობები Z = 0,
  A = 1, " ნაწილაკების რაოდენობა" - ერთი); ამავდროულად იცვლება პროგრამით განსაზღვრული ფრაგმენტის წაკითხვები - 139 Xe (Z = 54, A = 140 - 1 = 149).

ნახ. სურათი 27 გვიჩვენებს ამ მოთხოვნის გამომავალ ფორმას: ჩანს, რომ არ არსებობს ენერგეტიკული ბარიერი 235 U ბირთვის დაშლისათვის. 235 U ბირთვს აქვს დაშლის რეჟიმი - "ნეიტრონის ემისია").

>> ურანის დაშლა

§ 107 ურანის ბირთვების დაშლა

მხოლოდ ზოგიერთი მძიმე ელემენტის ბირთვები შეიძლება დაიყოს ნაწილებად. ბირთვების დაშლის დროს გამოიყოფა ორი ან სამი ნეიტრონი და -სხივი. ამავე დროს, ბევრი ენერგია გამოიყოფა.

ურანის დაშლის აღმოჩენა.ურანის ბირთვების დაშლა აღმოაჩინეს 1938 წელს გერმანელმა მეცნიერებმა ო.ჰანმა და ფ. სტრასმანი. მათ დაადგინეს, რომ როდესაც ურანი იბომბება ნეიტრონებით, წარმოიქმნება პერიოდული სისტემის შუა ნაწილის ელემენტები: ბარიუმი, კრიპტონი და ა.შ. თუმცა, ამ ფაქტის სწორი ინტერპრეტაცია, როგორც ურანის ბირთვის დაშლა, რომელმაც დაიპყრო ნეიტრონი, იყო მოცემული 1939 წლის დასაწყისი ინგლისელი ფიზიკოსის ო.ფრიშის მიერ ავსტრიელ ფიზიკოს ლ.მეიტნერთან ერთად.

ნეიტრონის დაჭერა ანადგურებს ბირთვის სტაბილურობას. ბირთვი აღგზნებულია და ხდება არასტაბილური, რაც იწვევს მის ფრაგმენტებად დაყოფას. ბირთვული დაშლა შესაძლებელია, რადგან მძიმე ბირთვის დანარჩენი მასა აღემატება დაშლის დროს წარმოქმნილი ფრაგმენტების დანარჩენი მასების ჯამს. მაშასადამე, ხდება ენერგიის გამოყოფა, რომელიც ექვივალენტურია დანარჩენი მასის შემცირებასთან, რომელიც თან ახლავს გაყოფას.

მძიმე ბირთვების დაშლის შესაძლებლობა ასევე შეიძლება აიხსნას A მასის რიცხვზე სპეციფიკური შებოჭვის ენერგიის დამოკიდებულების გრაფიკის გამოყენებით (იხ. სურ. 13.11). პერიოდულ სისტემაში ბოლო ადგილებს იკავებს ელემენტების ატომების ბირთვების სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია (A 200) დაახლოებით 1 მევ-ით ნაკლებია, ვიდრე პერიოდული სისტემის შუაში მდებარე ელემენტების ბირთვებში (A 100) სპეციფიკური შებოჭვის ენერგია. . მაშასადამე, პერიოდული სისტემის შუა ნაწილში არსებული მძიმე ბირთვების ელემენტების ბირთვებად დაყოფის პროცესი ენერგიულად ხელსაყრელია. დაშლის შემდეგ სისტემა გადადის მდგომარეობაში მინიმალური შიდა ენერგიით. ყოველივე ამის შემდეგ, რაც მეტია ბირთვის შებოჭვის ენერგია, მით მეტი ენერგია უნდა გამოთავისუფლდეს ბირთვის წარმოქმნისას და, შესაბამისად, მით უფრო დაბალია ახლად წარმოქმნილი სისტემის შიდა ენერგია.

ბირთვული დაშლის დროს, ერთ ნუკლეონზე შემაკავშირებელი ენერგია იზრდება 1 მევ-ით, ხოლო გამოთავისუფლებული მთლიანი ენერგია უზარმაზარი უნდა იყოს - დაახლოებით 200 მევ. არცერთი სხვა ბირთვული რეაქცია (რომელიც არ არის დაკავშირებული დაშლასთან) არ ათავისუფლებს ასეთ დიდ ენერგიას.

ურანის ბირთვის დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგიის პირდაპირი გაზომვები დაადასტურა ზემოაღნიშნული მოსაზრებები და მისცა მნიშვნელობა 200 მევ. უფრო მეტიც, ამ ენერგიის უმეტესი ნაწილი (168 მევ) მოდის ფრაგმენტების კინეტიკურ ენერგიაზე. სურათზე 13.13 ხედავთ ურანის დაშლილი ფრაგმენტების კვალს ღრუბელ კამერაში.

ბირთვული დაშლის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია ელექტროსტატიკური და არა ბირთვული წარმოშობისაა. ფრაგმენტების დიდი კინეტიკური ენერგია წარმოიქმნება მათი კულონის მოგერიების გამო.

ბირთვული დაშლის მექანიზმი.ბირთვული დაშლის პროცესი შეიძლება აიხსნას ბირთვის ვარდნის მოდელის საფუძველზე. ამ მოდელის მიხედვით, ნუკლეონების თაიგული დამუხტული სითხის წვეთს წააგავს (სურ. 13.14, ა). ბირთვული ძალები ნუკლეონებს შორის მოკლე დიაპაზონია, ისევე როგორც თხევადი მოლეკულებს შორის მოქმედი ძალები. პროტონებს შორის ელექტროსტატიკური მოგერიების ძლიერ ძალებთან ერთად, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დაშალონ ბირთვი, ჯერ კიდევ არსებობს მიზიდულობის დიდი ბირთვული ძალები. ეს ძალები იცავს ბირთვს დაშლისგან.

ურანი-235 ბირთვი სფერულია. დამატებითი ნეიტრონის შთანთქმის შემდეგ იგი აღგზნებულია და იწყებს დეფორმაციას, იძენს წაგრძელებულ ფორმას (ნახ. 13.14, ბ). ბირთვი დაიჭიმება მანამ, სანამ მოგრძო ბირთვის ნახევრებს შორის მოზიდული ძალები არ დაიწყებენ ჭარბობას იმ მიზიდულ ძალებზე, რომლებიც მოქმედებენ ისთმუსში (სურ. 13.14, გ). ამის შემდეგ ორ ნაწილად იშლება (სურ. 13.14, დ).

კულონის მოგერიების ძალების მოქმედებით, ეს ფრაგმენტები ერთმანეთს შორდებიან სინათლის სიჩქარის 1/30-ის ტოლი სიჩქარით.

ნეიტრონების გამოყოფა დაშლის დროს.ბირთვული დაშლის ფუნდამენტური ფაქტია დაშლის დროს ორი ან სამი ნეიტრონის ემისია. სწორედ ამის წყალობით გახდა შესაძლებელი ბირთვული ენერგიის პრაქტიკული გამოყენება.

შესაძლებელია იმის გაგება, თუ რატომ გამოიყოფა თავისუფალი ნეიტრონები შემდეგი მოსაზრებებიდან. ცნობილია, რომ ნეიტრონების რაოდენობის შეფარდება სტაბილურ ბირთვებში პროტონების რაოდენობასთან იზრდება ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად. ამრიგად, ფრაგმენტებში, რომლებიც წარმოიქმნება დაშლის დროს, ნეიტრონების შედარებითი რაოდენობა აღმოჩნდება უფრო მეტი, ვიდრე დასაშვებია პერიოდული ცხრილის შუაში მდებარე ატომების ბირთვებისთვის. შედეგად, დაშლის პროცესში რამდენიმე ნეიტრონი გამოიყოფა. მათ ენერგიას აქვს განსხვავებული მნიშვნელობები - რამდენიმე მილიონი ელექტრონ ვოლტიდან ძალიან მცირე, ნულთან ახლოს.

გაყოფა ჩვეულებრივ ხდება ფრაგმენტებად, რომელთა მასები განსხვავდება დაახლოებით 1,5-ჯერ. ეს ფრაგმენტები ძალიან რადიოაქტიურია, რადგან ისინი შეიცავს ნეიტრონების ჭარბ რაოდენობას. რიგი თანმიმდევრული დაშლის შედეგად, საბოლოოდ მიიღება სტაბილური იზოტოპები.

დასასრულს, აღვნიშნავთ, რომ ასევე ხდება ურანის ბირთვების სპონტანური დაშლა. იგი აღმოაჩინეს საბჭოთა ფიზიკოსებმა გ. ნ. ფლეროვმა და კ. ა. პეტრჟაკმა 1940 წელს. სპონტანური გახლეჩვის ნახევარგამოყოფის პერიოდი 10 16 წელია. ეს ორ მილიონჯერ აღემატება ურანის დაშლის ნახევარგამოყოფის პერიოდს.

ბირთვული დაშლის რეაქციას თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა.

გაკვეთილის შინაარსი გაკვეთილის შეჯამებამხარდაჭერა ჩარჩო გაკვეთილის პრეზენტაცია ამაჩქარებელი მეთოდები ინტერაქტიული ტექნოლოგიები ივარჯიშე ამოცანები და სავარჯიშოები თვითშემოწმების სემინარები, ტრენინგები, შემთხვევები, კვესტები საშინაო დავალების განხილვის კითხვები რიტორიკული კითხვები სტუდენტებისგან ილუსტრაციები აუდიო, ვიდეო კლიპები და მულტიმედიაფოტოები, სურათები გრაფიკა, ცხრილები, სქემები იუმორი, ანეგდოტები, ხუმრობები, კომიქსების იგავ-არაკები, გამონათქვამები, კროსვორდები, ციტატები დანამატები რეფერატებისტატიების ჩიპები ცნობისმოყვარე თაღლითებისთვის სახელმძღვანელოები ძირითადი და ტერმინების დამატებითი ლექსიკონი სხვა სახელმძღვანელოების და გაკვეთილების გაუმჯობესებასახელმძღვანელოში არსებული შეცდომების გასწორებასახელმძღვანელოში ფრაგმენტის განახლება გაკვეთილზე ინოვაციის ელემენტების მოძველებული ცოდნის ახლით ჩანაცვლება მხოლოდ მასწავლებლებისთვის სრულყოფილი გაკვეთილებისადისკუსიო პროგრამის წლის მეთოდოლოგიური რეკომენდაციები კალენდარული გეგმა ინტეგრირებული გაკვეთილები