Reactorul nuclear. Bomba atomica.

Reactorul nuclear. Bomba atomica.

Emisia a cativa neutroni de catre U-235, Pu-239, si U-233 in procesul de fisiune face posibila realizarea reactiei nucleare in lant : cei z neutroni emisi la fisiunea unui nucleu vor produce z fisiuni cu emisia a z² neutroni, care vor determina emisia a altor z⁴ neutroni, s.a.m.d. Astfel numarul de neutroni produsi in fiecare generatie creste in progresie geometrica. Neutronii emisi in fisiunea U-235 au o energie medie de 2 MeV, care corespunde unei viteze de 2*10⁷ m/s. Astfel timpul dintre emisia unui neutron si captura lui de catre un nou nucleu fisionabil este foarte scurt si procesul de multiplicare a neutronilor intr-un material fisionabil se desfasoara foarte rapid. Procesul descris pana acum este ideal, presupunand ca toti neutronii eliberati produc fisiuni. In realitate, datorita volumului finit al materialului fisionabil si datorita puterii mari de penetrare a neutronilor, multi dintre ei vor parasi zona de reactie fara sa produca fisiunea. Mai mult, o parte din neutroni vor fi absorbiti de catre impuritati non-fisionabile, fara a mai da nastere, prin fisiune, unei noi generatii de neutroni. Volumul unui corp creste ca puterea a treia a dimensiunii sale liniare, in timp ce suprafata sa este proportionala cu puterea a doua a dimensiunii sale liniare. Deoarece probabilitatea capturii e proportionala cu volumul, iar probabilitatea evadarii din volumul de reactie este proportionala cu aria laterala, rezulta ca procentul de neutroni care scapa fara fisiune scade cand creste masa de substanta fisionabila. Uraniul natural contine in proportie de 99.27% izotopul U-238, 0.72% izotopul U235 si 0.01% U-234. Astfel, pentru fiecare nucleu de U-235 care fisioneaza sub actiunea neutronilor lenti, exista 140 de nuclee de U-238 care captureaza neutronii nu prea rapizi fara fisiune. De aceea reactia in lant nu se produce in zacamintele de uraniu natural.