aldebaran.pravda.sme

Pokračujem v predchádzajúcom blogu o jadrových o využití jadrových síl.

Keď dopadne na atóm uránu ²³⁵U neutrón s malou energiou, tak ho pohlti a vznikne izotop ²³⁶U. Jadro atómu ²³⁶U sa rozpadne na 2 jadrá ktoré majú menšiu atómovú hmotnosť a od seba odletia.  Pri tom sa uvoľnia aj 2 alebo 3 neutróny s vyššou energiou. Predstavme si, že máme oproti sebe 2 rovnaké platne z uránu  ²³⁵U rovnomerne rozložené v nádobe z materiálu, ktorý odráža neutróny a medzi ne vložíme žiarič neutrónov s malou energiou. Jadrá atómov ²³⁵U na povrchu platní budú pohlcovať pomalé neutróny a tým pádom vzniká na povrchu platne izotop uránu  ²³⁶U, ktorý sa rozpadá na 2 fragmenty a 2 alebo 3 neutróny s vyššou energiou. Neutróny ktoré vyletia z materiálu platní uniknú všetkými smermi a odrazia sa od stien nádoby. Platne sa navzájom ožiaria ale atómy ich nestihnú absorbovať. Fragmenty sa snažia odletieť ale elektrostatické sily medzi atómami ich budú držať. Aby sme spomalili neutróny, ktoré vyžarujú rozpadnuté jadrá tak vložíme medzi ne určitú prekážku, najlepšie keď bude v nádobe obyčajná voda. Žiarič musí vyžarovať rýchlejšie neutróny, pretože voda ich bude spomaľovať. Pri určitej konštelácii nastane stav, keď sa na platniach vytvorí toľko neutrónov koľko je ich potrebné aby sa neustále udržiavala jadrová reakcia. Žiarič môžeme odstaviť, pretože uvolnené rýchle neutróny voda spomalí.  Nastane reťazová jadrová reakcia. Platne sa začnú ohrievať, môžeme ich chladiť tým, že voda bude okolo nich cirkulovať a ochladzovať sa. Aby sa zabránilo úniku fragmentov a korózii musia byť platne vložené do materiálu, ktorí musí byť pevný, dobre vedie teplo a nepohlcuje neutróny, ale môže ich spomaľovať. Tomu zodpovedá oceľ. Stav keď sa vyprodukuje dostatok neutrónov na udržanie reťazovej reakcie sa nazýva kritický stav, označuje sa K=1. Na tomto princípe pracuje jadrový reaktor. Časom sa palivové články v jadrovom reaktore vypália. Množstvo uránu ²³⁵U sa zmenší tým, že sa veľa jadier rozpadne. Určité menšie množstvo už nedokáže vytvárať dostatočne hustý mrak neutrónov. Tento stav sa nazýva podkritický a označuje sa K<1. Postupne reťazová reakcia bude klesať až sa zastaví, Tento stav nastane aj pri umelom odstavení reaktora. Aby sa znížil počet vytvorených neutrónov, tak sa zavedú do aktívnej zóny pohlcovače neutrónov. Keby sa v jadrovom reaktore vytváralo viac pomalých neutrónov ako je potrebných na udržiavanie jadrovej reakcie, tak reakcia by začala stúpať a palivové články by sa začali nebezpečne zahrievať. Nenastala by lavínová, reťazová reakcia, pretože množstvo uránu je podkritické. Tento stav sa nazýva nadkritický stav a označuje sa K>1. Nadkritický stav sa využíva pri odpálení jadrovej bomby. Vysvetlenie princípov zariadení, kde vzniká jadrová reakcia je dosť pochopiteľné, ale vytvoriť zariadenie aby to fungovalo to je oveľa ťažšie. Funkčná jadrová bomba je hotové umelecké dielo aj keď jej konštrukčne je dosť jednoduchá.