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.
Množství 0,7% štěpného 235U pro většinu technologií není dostatečné
pro nastartování udržení řetězové štěpné reakce. V
přírodě vyskytuje jediný nuklid, přímo použitelný pro řetězovou štěpnou reakci uran 235U.
Příprava štěpného materiálu
Materiál, schopný řetězové štěpné reakce, může být přírodního původu, nebo vyráběný uměle. obsažen
v uranové rudě, která následující zastoupení jednotlivých isotopů uranu: 238U 99,284%, 235U 0,711% a
stopové množství 234U (0,005%).htm (12 34) [15.
Další štěpný materiál, plutonium 239Pu, přírodě prakticky nevyskytuje *), neboť podstatně kratší
poločas rozpadu než izotopy uranu. 1.2008 12:13:33]
. Je-li koncentrace štěpného materiálu
menší než 100%, kritická hmotnost výrazně roste, zvláště pokud jsou obsaženy látky absorbující
neutrony. Může totiž dojít k
překročení kritického množství pro danou (použitou) konfiguraci, čímž došlo lavinovitému
rozběhnutí řetězové štěpné reakce (k>1) velmi nebezpečnými radiačními následky.10.3 Jaderné reakce
w Rozměry geometrické uspořádání oblasti obsahující štěpný materiál
Kritické množství tím menší, čím kompaktnější geometrické uspořádání. Pokud štěpný materiál obklopen látkou odrážející neutrony (tzv.
Pro jednotlivé druhy štěpných materiálů jejich kritická hmotnost mkrit udává pro kulové homogenní
uspořádání poloměru Rkrit) čistého materiálu, např. Proto potřeba jeho zatoupení uměle zvýšit provést
tzv.
Obohacování uranu proces technologicky velmi náročný nákladný. Osoby nacházející
se místě nehody obdržely velmi vysoké, nezřídka letální, dávky záření, načež následovala značná
kontaminace prostředí radioaktivními štěpnými produkty. bezpečnostní
geometrií největším povrchem poměru objemu (na rozdíl kulového uspořádání, kde tomu
opačně), aby většina neutronů snadno unikla mimo objem štěpného materiálu nemohla tak způsobovat
další štěpení. kovový
obohacený uran. reflektorem či
neutronovým pláštěm), kritické množství zmenšuje 2-3krát.
Frakce fluoridu patřičně zvýšeným obsahem 235U pak opět chemicky převádí jiné vhodné sloučeniny, popř. Přítomnost látek schopných
odrážet vylétající neutrony vracet tak reakce) zmenšují kritické množství, stejně jako lehká jádra schopná při
pružných odrazech zpomalovat (moderovat) neutrony. Nelze jej provést čistě chemicky (všechny izotopy
uranu mají chemické vlastnosti stejné), ale nutno využít nepatrně odlišných fyzikálních vlastností různých isotopů
uranu.cz/JadRadFyzika3. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. Nejnižší pro uspořádání štěpného
materiálu objemu tvaru koule, kde nejvyšší poměr objemu velikosti povrchu (kterým mohou neutrony unikat).
Skladování nadkritického množství štěpného materiálu značně delikátní záležitost. obohacení uranu izotopem 235U. 245-curium 12kg, 246-curium 7kg, 251-
californium 9kg). Pro nízké koncentrace štěpného materiálu již zpravidla žádné kritické množství neexistuje a
řetězová štěpná reakce nemůže samovolně vzniknout; možnostech štěpných reakcí takových
případech, pomocí moderace neutronů technologií ADTT, bude pojednáno níže.
235U mkrit kg, Rkrit ;
239Pu: mkrit kg, Rkrit ;
233U mkrit kg, Rkrit ;
pro některé další transurany kritické množství ještě menší (např. první fázi uran chemicky sloučí fluorem plynný hexafluorid UF6, který pak separuje opakovanou difuzí
a ulracentrifugací speciálních kolonách, využitím nepatrně rozdílné molekulové hmotnosti sloučenin 235UF6 238UF6. však vyrábět uměle uranu 238U neutronovou fúzí jaderném
http://astronuklfyzika.
w Přítomnost dalších látek materiálů schopných pohlcovat, odrážet zpomalovat neutrony
Látky vysokým účinným průřezem absorbce neutronů výrazně zvyšují kritické množství.
Aby tomu nedošlo, nutno štěpný materiál skladovat uspořádání nádobách tzv.RNDr
