Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Рис. 3. График энергии связи для устойчивых изотопов.

щения в уране-235 — 0,04. Коэффициент использова­ния медленных нейтронов для деления урана будет равен отношению вероятности деления к вероятности потери нейтрона:

Значит, если бы мы могли замедлить нейтроны без потерь, каждое деление в уране вызывало бы 2,5.0,54=1,35 новых делений: «коэффициент размноже­ния» нейтронов в такой системе был бы гораздо больше единицы и атомный реактор мог бы работать.

Чтобы замедлить нейтроны, уран в реакторах окружают толстым слоем замедлителя: графита, тяжелой воды, бериллия или других веществ. Сталкиваясь с атомами замедлителя, нейтроны передают им часть своей энергии и постепенно замедляются. Чтобы замед­литься от энергии в миллион электрон-вольт до 0,025 электрон-вольт, нейтрон должен испытать в обыч­ной воде 18 соударений с атомами водорода, в тяжелой воде —25, в графите — 110 соударений с атомами углерода, в бериллии — 82 соударения с его атомами. Казалось бы, самый лучший замедлитель — обыкновен­ная вода, но обычный водород довольно сильно погло­щает нейтроны. Самый лучший замедлитель нейтро­нов — тяжелая вода, за ней графит, на третьем мес­те— бериллий.

В процессе замедления часть нейтронов, конечно, теряется. Расчеты физиков показали: если смешать по­рошок графита и урана, то потери будут слишком боль­шими; потери можно сделать гораздо меньшими, если стержни из урана поместить в чистый графит. Наибо­лее выгодное соотношение между графитом и ураном: один атом урана на 150 атомов углерода. Удалось рас­считать ученым и оптимальные размеры урановых стержней: диаметр примерно 3 см, а наилучшее расстоя­ние между стержнями около 20 см. В такой уран-гра­фитовой системе коэффициент размножения нейтронов равен 1,13. Этот коэффициент уже совсем ненамного превышает единицу. Но мы еще не учли, что часть нейтронов будет вылетать из реактора наружу. Если сделать реактор очень большим, долю вылетающих нейтронов можно уменьшить до 3—5% . Это соответ­ствует кубическому реактору с длиной ребра в 6 — 8 м (900 — 1600 стержней). Графитовые отражатели толщи­ной в 40—60 см частично вернут обратно нейтроны, покидающие «активную зону» реактора. Вес урановой загрузки такого реактора достигает 200 т, а общий вес активной зоны и отражателя превышает 1000 т. Работающий атомный реактор выделяет очень мно­го тепла, его надо охлаждать. Обычно его охлаждают водой, но, так как уран химически реагирует с водой, приходится урановые стержни помещать в алюминие­вые чехлы и мириться с тем, что в реакторе, кроме гра-

298