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.
RNDr.3 Jaderné reakce
Štěpné produkty
Při obecném popisu reakce štěpení atomového jádra jsme zatím konkrétně nespecifikovali výsledná jádra
F1 (zvané fragmenty, odštěpky štěpné produkty), které jádro 235U rozštěpí.t ,
kde počet neutronů počátečním čase t=0.
Kritické množství štěpného materiálu
Aby taková řetězová reakce mohla nastat, potřeba mít určitém objemu soustředěno dostatečné
množství štěpného materiálu nejméně tzv. 1.(k-1)/τn. Dynamika nárustu poklesu počtu neutronů, tím i
rozbíhání ustávání štěpné reakce, tím prudší, čím multiplikační faktor větší menší než čím je
kratší střední doba neutronového cyklu τn.
Řetězová štěpná reakce
Při rozštěpení jádra sice neutron, jež štěpnou reakci vyvolal, "spotřebuje", avšak během reakce se
emitují další dva (nebo tři) neutrony "2.generace", které jsou principu schopny vyvolat štěpení dalších
jader. multiplikační faktor což poměr počtu
neutronů následujícího pokolení počtu neutronů předchozím pokolení, dále střední doba života
neutronů reakčním prostředí, zvaná též střední doba neutronového cyklu; doba oddělující dvě
následující generace neutronů. Pro dynamiku řetězové reakce důležitý tzv. Pro
rychlost změny počtu neutronů bude tedy platit rovnice dn/dt n. Štěpné produkty tedy mají přebytek
neutronů. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.e [(k-1)/τn].
Čím vyšší účinný průřez záchytu neutronu, tím menší kritické množství.(k-1).
http://astronuklfyzika. kritické množství (hmotnost); při menším množství uniká z
látky (popř. pohlcuje jiným způsobem) převážná většina neutronů dříve, než stačí rozštěpit nějaké další
jádro. Většina štěpných produktů proto radioaktivní (nejčastěji β−, důsledku přebytku neutronů)
a rozpadá dále průměru další dceřinné isotopy.. Jestliže určitém okamžiku štěpném materiálu přítomno n
neutronů, pak uplynutí doby jich bude k. Vzhledem tomu, jádra vzniklá
štěpením jsou podstatně menší než původní těžké jádro, poměr počtu neutronů protonů, potřebný k
stabilitě jádra, menší než původní jaderné hmotě těžkého jádra.
*) Křivka závislosti výskytu štěpných produktů nukleonovém čísle charakteristický dvouvrcholový tvar středy
vrcholů uvedených hodnotách nukleonových čísel 137. Kritické množství štěpného materiálu konkrétních situacích závisí především třech faktorech:
w Druh štěpného materiálu jeho koncentrace
Musí být jádra štěpitelná pomalými neutrony (235,233U; 239Pu další transurany) vysokým účinným průřezem interakce. čerstvé štěpné směsi můžeme najít zhruba
180 různých radionuklidů..2008 12:13:33]
. Pro k>1 reakce narůstá, pro k<1 reakce ustává, speciálním
případě k=1 reakce udržuje konstantní úrovni.10.n, takže jejich přírustek dobu činí k. počet neutronů jednotlivých "pokoleních" rychle násobí
geometrickou řadou rychlost rozvětvující reakce štěpení jader lavinovitě roste nastává řetězová
jaderná reakce. Kritické množství nepřímo úměrné druhé
mocnině hustoty štěpného materiálu. Řešením této diferenciální
rovnice exponenciální závislost
n(t) no.
Nejpravděpodobnější případy štěpení dávají kombinace fragmentů nukleonovými čísly 110 (se
středem kolem N=95) fragmentů nukleonovými čísly 125 155 (se středem kolem N=137) *). Uvedeme dva
typické příklady: 235U92 1n0 137Ba56 97Kr36 21n0 nebo 235U92 1n0 97Sr38 137Xe54 21n0 Q,
které představují jen ukázku asi dalších vyskytujících kombinací fragmentů F2..cz/JadRadFyzika3. Pokud tak stane, vyvolají tyto nové neutrony rozštěpení dalších dvou jader vzniku již celkem 4
neutronů, vyvolají další štěpení atd.n-n n..htm (11 34) [15.
Nejčastějšími produkty štěpení F1,2 jsou: 131J, 137Cs, 90Sr, 137Xe, 99Tc,
