ИСТОРИЯ ОДНОГО ПОКОЛЕНИЯ НЕЙТРОНОВ

См. рис. 4 на стр. 44.

8.8. Все котлы, сконструированные Металлургической лабораторией или при ее содействии, содержали в себе четыре вида материалов: металлический уран, замедлитель, охлаждающее вещество и вспомогательные материалы трубки, защитные оболочки урана, стержни управления, примеси и пр. Начало реакции во всех котлах связано с блуждающими нейтронами, возникающими в результате спонтанного деления или под действием космических лучей.

8.9. Предположим, что котел может начать действовать при одновременном освобождении (в металлическом уране) № быстрых нейтронов. Большая часть этих частик первоначально обладает энергиями, превышающими порог деления U-238. Однако, в силу того, что нейтроны испытывают неупругие столкновения с ураном и упругие столкновения с замедлителем, их энергия падает с течением времени ниже указанного порога. В частности, в котле с графитовым замедлителем нейтрон, вылетевший из урана в графит (средняя длина пробега в графите 2,5 см), испытает в среднем около 200 упругих столкновений прежде, чем перейдет из графита обратно в уран. Так как при каждом таком столкновении нейтрон теряет, в среднем, около 1/6 своей энергии, то нейтрон с начальной энергией в 1 MeV уменьшит свею энергию до тепловой (обычно принимаемой в 0,025 eV) значительно раньше, чем пройдет через графит. Конечно, имеется много нейтронов, поведение которых отступает от этого среднего, и быстрые нейтроны смогут все же вызвать некоторое число делений, в результате которых число наличных нейтронов слегка повысится. Это увеличение можно учесть, умножив первоначальное число нейтронов № на множитель ? коэффициент размножения за счет быстрых нейтронов (the fast multiplication factor).

8.10. Так как средняя энергия имеющихся № нейтронов продолжает падать, то неупругие соударения с ураном теряют свое значение, и уменьшение энергии происходит, в основном, в замедлителе. При достижении промежуточных значений энергии интервала энергий «резонансного захвата» вероятность поглощения без деления в U-238 становится значительной. Некоторое число нейтронов в этом интервале энергии будет поглощено независимо от выбора конструкции решетки. Влияние резонансного захвата можно учесть, умножив N? на число p (всегда меньшее единицы), выражающее вероятность того, что данный нейтрон с начальной энергией выше резонансной достигнет тепловой энергии без поглощения ураном 238. Таким образом, из первоначального числа № нейтронов с высокой энергией мы получили N?p нейтронов с тепловой энергией.

8.11. Как только нейтрон достиг тепловой энергии, вероятность дальнейшего замедления в результате соударений оказывается не большей, чем вероятность увеличения скорости. Следовательно, нейтроны будут обладать той же средней энергией до тех пор, пока они не будут поглощены. В интервале тепловых энергий вероятность поглощения нейтронов замедлителем, охладителем или вспомогательными материалами будет больше, чем в интервале более высоких значений энергии. Во всяком случае подсчитано, что если допустить, что все подобные нежелательные поглощения имеют место именно в этом интервале, то ошибка будет невелика. Введем множитель f коэффициент использования тепловых нейтронов, определяющий вероятность того, что данный тепловой нейтрон будет поглощен ураном. Таким образом, из первоначального числа № быстрых нейтронов мы получаем число N?pf тепловых нейтронов, поглощаемых ураном.

8.12. Хотя существует несколько способов, которыми нормальная смесь изотопов урана может поглощать нейтроны, но, как может вспомнить читатель, в одной из предыдущих глав мы ввели величину ?, представляющую собой число освобождаемых при делении нейтронов, приходящихся на каждый поглощенный ураном тепловой нейтрон, независимо от того, какими из этих способов осуществляется процесс. Если мы умножим число тепловых нейтронов, поглощенных ураном, N?pf на ?, то получим число новых быстрых нейтронов, рожденных № первоначальными быстрыми нейтронами в течение их жизни. Если N?pf? > N, то развитие ценной реакции возможно, так как число нейтронов в этом случае непрерывно возрастает. Очевидно, что ?pf? = k?, где k? коэффициент размножения (см. главу IV).

8.13. Отметим, что до сих пор мы совершенно не упоминали о нейтронах, вылетающих из котла. Это было сделано сознательно, так как определенное выше значение k? относится к бесконечной решетке. Исходя из известных значений k? и того факта, что котлы работают, можно притти к заключению, что процент вылетающих нейтронов не слишком велик. Как видно из главы II, вылет нейтронов теряет свое относительное значение по мере увеличения размеров котла. Если приходится вводить в котел большое количество вспомогательных материалов (например, труб охладительной системы), то котлу необходимо придавать несколько большие размеры, чтобы компенсировать увеличение поглощения.

8.14. Итак, работа котла возможна благодаря применению устройства из решетки с замедлителем, уменьшающего энергии быстрых нейтронов до тепловых, и благодаря тому. что тепловые нейтроны получают возможность поглощаться ураном, что вызывает деление, воспроизводящее нейтроны с высокой энергией. Воспроизведению нейтронов в некоторой степени содействует влияние быстрых нейтронов, ему препятствует резонансное поглощение в процессе замедления; поглощение в графите и в других материалах и вылет нейтронов.

Похожие книги из библиотеки

Самолеты- гиганты СССР

Эти небесные гиганты прожили недолгую, но яркую жизнь. Эти колоссы были гордостью СССР, визитной карточкой молодой советской цивилизации. В 1930-е годы многие страны пытались строить огромные самолеты, но наибольшего успеха добились отечественные авиаконструкторы. Такие великаны, как шестимоторные ТБ-4 и К-7, восьмимоторный «Максим Горький» и двенадцатимоторный Г-1, до сих пор поражают воображение. Армады этих воздушных Левиафанов должны были при необходимости засыпать бомбами и залить ядовитой химией любого противника, а затем доставить в его тыл десанты с танками, автотранспортом, артиллерией — такова была стратегическая концепция советских ВВС в начале 1930-х годов.

Почему эти планы так и остались на бумаге? Отчего век самолетов-гигантов оказался так недолог? Почему они не оправдали возлагавшихся на них надежд и не сыграл и сколько-нибудь заметной роли во Второй мировой войне?

Новая книга ведущего историка авиации отвечает на все эти вопросы.

Фокке-Вульф Fw 190, 1936-1945

Фокке-Вульф по праву считается самым универсальным самолетом Люфтваффе. Этот одноместный истребитель-моноплан также использовался в ходе Второй мировой войны и как ударная машина, и как истребитель- бомбардировщик, и как штурмовик. Несмотря на трудности, связанные с разработкой самолета, Fw 190 производили с 1941 г. и до конца войны, неоднократно модернизируя машину. Книга раскрывает вопросы истории становления и развития этого самолета. Более 200 рисунков позволяют увидеть различные модели, применявшиеся в ходе сражений на Западном и Восточном фронтах. Издание предназначено как для специалистов, так и для широкого круга любителей истории авиации и военной техники.

Военный канон в ста главах

Трактат Цзе Сюаня «Военный канон в ста главах» никогда не издавался за пределами Китая, но его значение трудно переоценить. Это настоящая энциклопедия китайского военного искусства и даже, можно сказать, всей китайской мудрости. Автор разъясняет сто важнейших понятий китайской стратегии, давая читателю очень редкую в китайской литературе возможность получить непосредственное и вместе с тем точное и полное представление о принципах китайской стратегической мысли. Книга будет полезна всем, кто интересуется цивилизациями Востока и военной стратегией.

Советская бронетанковая техника 1945 - 1995 (часть 2)

Во 2-ю часть вошли главы, посвященные бронетранспортерам и самоходно-артиллерийским установкам. (Последние формально не относятся к бронетанковой технике, так как находятся в ведении ГРАУ, а не ГБТУ.) Как бронетранспортеры, так и самоходные установки расположены по хронологии принятия их на вооружение. Исключение сделано только для МТ- ЛБ. Поскольку эту машину можно считать бронетранспортером условно, то информация о ней помещена в конце соответствующей главы.