ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ И ПРОБЛЕМА РАЗДЕЛЕНИЯ

8.16. В хэнфордской установке процесс производства плутония разделяется на две главных части: собственно получение его в котле и выделение его из блоков урана, в которых он образуется. Переходим к рассмотрению второй части процессу выделения.

8.17. Блоки урана, кроме плутония, содержат также и другие элементы, образовавшиеся в результате деления U-235. Когда ядро U-235 делится, оно испускает один или более нейтронов и распадается на две сравнимых по величине части с общей массой 235 или немного меньше. Деление на равные в точности массы, повидимому, случается редко. Наиболее часто получаются осколки с массовыми числами между 134 и 144 и между 100 и 90. Таким образом, имеются две группы продуктов деления: тяжелая группа с массовыми числами в пределах, приблизительно, от 127 до 154 и легкая группа с массовыми числами от 115 до 83. Эти продукты деления являются, в основном, неустойчивыми изотопами приблизительно 30 известных элементов, расположенных в периодической таблице внутри указанного диапазона массовых чисел. Обычно они распадаются, последовательно испуская ?-частицы и ?-лучи и превращаясь в известные нам устойчивые ядра. Периоды полураспада различных ядер, образующихся на промежуточных стадиях рассматриваемых превращений, лежат в пределах от долей секунды до одного года и более. Некоторые ядра обладают периодом полураспада порядка одного месяца. Около 20 элементов присутствуют в значительной концентрации. Наиболее распространенный из них составляет несколько меньше 10 % общего количества.

8.18. Кроме радиоактивных продуктов деления в котле присутствуют радиоактивные U-239 и Np?239 (промежуточные продукты распада при образовании плутония). Радиоактивные продукты начинают накопляться с начала действия котла. В конечном счете скорость радиоактивного распада выравнивается с скоростью образования веществ, так что концентрации становятся постоянными. Например, число атомов U-239, образованных за 1 секунду, постоянно для котла, работающего на фиксированном уровне мощности. Согласно законам радиоактивного распада, число атомов U-239, распадающихся за 1 секунду, пропорционально наличному их количеству и, следовательно, возрастает в течение первых нескольких минут или часов после того, как котел был пущен в ход. По истечении некоторого времени столько же ядер будет распадаться за каждую секунду, сколько их образуется за ту же секунду. Концентрации других ядер будут приближаться к равновесным значениям точно таким же образом, причем они будут пропорциональны скорости образования ядра и периоду его полураспада. Концентрация устойчивых продуктов распада или продуктов распада, обладающих исключительно большим периодом полураспада (как например, плутоний), непрерывно возрастает в течение значительного промежутка времени. Когда котел перестает работать, радиоактивность, разумеется, остается, но интенсивность ее непрерывно падает. Изотопы с весьма малым периодом полураспада могут выпасть из поля зрения уже в течение нескольких минут или часов; другие с большим периодом полураспада могут сохранять заметную активность в течение дней или месяцев. Таким образом, концентрации различных радиоактивных элементов в только что выключенном котле зависят от мощности, с которой работал котел, от длительности его работы и от давности прекращения его действия. Чем дольше работал котел, тем больше концентрация плутония, но, к сожалению, тем больше и концентрация продуктов деления с большой продолжительностью жизни. Чем дольше период «охлаждения», т. е. период между удалением материалов из котла и химической обработкой, тем меньше интенсивность излучения, продуктов деления. Приходится искать компромисса между двумя факторами: с одной стороны желательностью длительной работы котла и продолжительного времени охлаждения и с другой желательностью более ранней выдачи плутония.

8.19. Можно составить таблицы зависимости химических концентраций плутония и различных продуктов деления от мощности котла, длительности его работы и периода охлаждения. Период полураспада U-239 настолько мал, что его концентрация становится исчезающе малой уже вскоре после прекращения действия котла. Нептуний довольно скоро превращается в плутоний. Конечно, общий вес продуктов деления устойчивых и неустойчивых остается практически постоянным после выключения котла. В условиях работы в Клинтоне и Хэнфорде максимальная концентрация плутония получается столь малой, что это существенно увеличивает трудность химического разделения.

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.