Экология и производственная безопасность

329 4) вылетом нейтронов из деляще- гося вещества наружу. Из перечисленных факторов лишь первый сопровождается увеличением числа нейтронов, а все остальные при- водят к их уменьшению. Цепная ядер- ная реакция в чистом изотопе 92 U 238 невозможна, так как в этом случае k < 1. Необходимо подчеркнуть, что для про- текания реакции в стационарных реак- торах k должен быть равен единице, так как уже при k = 1,01 может произойти спонтанный взрыв. Эффективное сечение захвата мед- ленных нейтронов обратно пропорцио- нально скорости нейтронов или корню квадратному из их энергии (закон 1/  ). Иногда эффективное сечение превыша- ет геометрические размеры ядра. Медленные нейтроны относитель- но долго находятся около атомного ядра, поэтому вероятность захвата нейтрона ядром становится больше и, соответ- ственно, они более эффективны для ини- циирования ядерных реакций. Для мед- ленных нейтронов характерно упругое рассеяние на ядрах, потому что они об- ладают недостаточной энергией для пре- одоления потенциального барьера, пре- пятствующего вылету  -частиц, прото- нов, т.е. вызвать неупругое рассеяние. Для медленных нейтронов наиболее ха- рактерны упругое рассеяние на ядрах (реакция типа (n,n)) и радиационный захват (реакция типа (n,  )). Реакция (n,  ) приводит к образованию нового изотопа исходного вещества: z Х А + 0 n 1  z Х А+1 +  , например, 48 Cd 113 + 0 n 1  48 Cd 114 +  . Иногда под воздействием медлен- ных нейтронов на некоторых легких яд- рах происходит захват нейтронов с ис- пусканием заряженных частиц – прото- нов и  -частиц: 2 Не 3 + 0 n 1  1 Н 3 + 1 р 1 ; 5 В 10 + 0 n 1  3 Li 7 + 2 Не 4 . Когда энергия нейтронов достига- ет значений около 10 Мэв, происходит реакция типа (n, 2n). Например, в резуль- тате реакции 92 U 238 + 0 n 1  92 U 237 + 2 0 n 1 образуется  -активный изотоп 92 U 237 , претерпевающий распад по схеме: 92 U 237  93 Np 237 + -1 е 0 . Скорость нейтронов v можно оп- ределить по следующей эмпирической формуле: 5 13,8 10 E v   , см/с, где Е – энергия нейтронов; Е = 8,61  10 -5 Т, эВ; Т – температура, К. Энергию Е, передаваемую ядру нейтроном при упругом рассеянии при одном столкновении, можно определить по следующей формуле: Е = [4М/(М+1) 2 ](Е 0 соs 2  ), где Е 0 – исходная энергия нейтрона; М – отношение массы ядра к массе ней- трона;  – угол между направлением движения нейтрона и ядра отдачи. Среди ядерных реакций, протека- ющих под действием нейтронов, особое место занимают реакции деления, про- исходящие на ядрах тяжелых элементов. Некоторые из этих реакций идут под воздействием быстрых нейтронов (на- пример, в случае U 238 ), а другие – при воздействии тепловых нейтронов (на- пример, в случаеU 233 ,U 235 ,Pu 239 ). Продук- ты деления обладают высокой энергией и способны ионизировать и возбуждать среду, в которой содержится делящийся материал. Деление сопровождается ос- вобождением нейтронов,  -излучением и радиоактивным излучением осколков. Яде-Яде