V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
se
nadkritické množství dosáhne stlačením kulově uspořádaného štěpného materiálu výbuchem vnější
kulové slupky. k=1,2) podle výše uvedené exponenciální závislosti jediný počáteční neutron způsobí pouhé 4µs vznik
cca 1025 neutronů téhož počtu rozštěpení jader, což odpovídá rozštěpení cca 50kg uranu dobu mikrosekundy!
Rychlost narůstání řetězové reakce tedy neobyčejně vysoká charakter prudké exploze.
http://astronuklfyzika. Štěpný materiál (uran 235U nebo plutonium 239Pu) je
v bombě klidovém stavu rozdělen několika částí (segmentů), nichž každá svém objemu
podkritické množství. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika."). Exploze vyvolá tím, tyto segmenty sobě rychle přiblíží (výbuchem
vhodné chemické výbušniny "vstřelí" sebe), čímž vytvoří nadkritické množství. Stlačením
se α-zářič (210Po) terčíkový materiál (berylium) dostanou těsného kontaktu uvolňované neutrony poslouží jako
"roznětka" štěpné reakce. Kritické množství snižuje moderačním účinkem látek schopných zpomalovat neutrony (viz níže
"Jaderné reaktory").
*) čistém štěpném materiálu střední doba neutronového cyklu velmi krátká, τn≈10-8s, takže při mírně nadkritickém
poměru (např.10.
Neřízená řetězová reakce jaderný výbuch
Řetězová jaderná reakce může probíhat buď řízeně tom zmíníme níže odstavci "Jaderné reaktory")
nebo explozivně tak tomu zločinného zneužití jaderné energie pro válečné účely jaderné
bombě, zvané často též nepřesně "atomová bomba". Popř.RNDr.
Štěpný materiál, patřičně obahacený, pak již upravuje výsledné chemické materiálové formy
vhodné použití palivových článcích jaderných reaktorů (viz níže). Při explozi část štěpného materiálu rozptýlí podkritického množství,
čímž štěpná reakce sama zastaví. Transurany.cz/JadRadFyzika3. Toto potřebné
minimální množství lze ještě snížit vhodným obalem sloužícím jako neutronový reflektor dále použitím neutronového
iniciátoru dodatečného radioisotopového zdroje neutronů (např.
Vlivem stlačení vyvolaného (chemickou) explozí zvýší hustota materiálu postačující kritické množství štěpného
materiálu něco menší než výše uvedené hodnoty pro uran plutonium normálních podmínek. Neutronový iniciátor urychlí dynamiku řetězové reakce, která nemusí začínat několika málo
počátečních neutronů, ale rychle dodáno velké množství neutronů vyvolajících řetězovou reakci celém objemu
štěpného materiálu. Kombinací různých způsobů lze dosáhnout nejmenšího kritického množství pro uran asi 15kg, pro
plutonium cca 5kg.htm (13 34) [15. 1. Množivé reaktory. 210Po-berylium) umístěného centru nálože.
Jaderné reaktory
K tomu, aby řetězová jaderná reakce štěpení mohla probíhat rovnovážným řízeným způsobem, třeba
zajistit principu dvě věci:
a) Shromáždit nadkritické množství jaderného štěpného materiálu pro danou konfiguraci.
Při rychlém dosažení kritického množství pak ihned dojde jadernému výbuchu, neboť malé množství
neutronů, které vždy materiálu přítomno (vzniká spontánním štěpením jader působením
kosmického záření) iniciuje lavinovitý rozběh řetězové reakce *), při níž během cca 10-6sekundy
rozštěpí téměř všechna jádra explozivně uvolní velké množství energie 1kg uranu uvolní energie
asi 2.
*) Naprosto nepatrné stopové množství (<10-14) plutonia však vyskytuje uranových rudách, kde vzniká 238U účinkem
neutronů emitovaných jaderných reakcí (α,n), vyvolávaných částicemi radioaktivity uranu jeho dceřinných
produktů (rozpadových řad), lehkých prvcích obsažených uranových rudách.3 Jaderné reakce
reaktoru (viz níže "Další štěpné materiály. Štěpný materiál jaderné
bombě obklopen masivním obalem, který slouží jednak jako reflektor neutronů, jednak svou
mechanickou pevností udržuje štěpící materiál nejdéle pohromadě, aby naráz stačilo rozštěpit co
největší množství materiálu. Teplota při výbuchu dosahuje řádově 107°C výbuch je
doprovázen intenzívním ionizujícím zářením rozsáhlou radioaktivní kontaminací štěpnými
produkty, což násobí ničivé smrtící účinky vlastní exploze.107kJ, což odpovídá výbuchu asi 000 tun klasické výbušniny trinitrotoluenu).2008 12:13:33]
