Atom yadrosining tarkibi

Zanjir reaksiya. Reaktorlar. U₂₃₅ yadrosi bo’linishi tufayli ajraladigan energiyani taxminan 82-84% bo’linish parchalarining energiyasi tarzida, olgan qismi esa neytronlar (2-3%) g-nurlanish (5-6%), elektronlar (2-3%) va neytronlar (5-6%) energiyasi sifatida namoyon bo’ladi.
Har bir yadro bo’linganda taxminan 200 meV (1meV=1,6×10^-19j) energiya ajraladi. Yadro bo’linishida ximiyaviy reaksiyadagidan milionlab marta ko’p energiya ajraladi. Shuning uchun og’ir yadrolarning bo’linish hodisasi kashf qilinishi bilano bu reaksiyada ajraladigan energiyadan foydalanish yo’llari izlana boshlandi. Bo’linish energiyasidan foydalanish imkoniyati amalga oshishi uchun shunday sharoit yaratish lozimki, bu sharoitda reaksiya bir boshlangandan so’ng o’z-o’zidan davom eta olsin, ya’ni reaksiya zanjir harakterga ega bo’lsin, masalan, birinchi yadro bo’linganda ajralib chiqqan 2-3 neytronni har biri o’z navbatida yangi yadrolarni bo’linishiga sababchi bo’ladi. Natijada 6¸9 yangi neytronlar vujudga keladi. Bu neytronlar yana boshqa yadrolarni bo’linishiga imkoniyat yaratadiva xokazo. Shu tariqa bo’linayotgan yadrolar va buning natijasida vujudga keladigan neytronlar soni nihoyat tez ortib boradi. Shu tarzda rivojlanadigan jarayon zanjir reaksiyadir. Hisoblarning ko’satishicha, birinchi yadro bo’linganida keyin 7,5×10^-7 s o’tgach 10²⁴×10²⁵ yadro (shuncha yadro taxminan 1 kg uran tarkibida bo’ladi) reaksiyada qatnashgan bo’ladi.
Demak qisqa vaqt ichida ketma-ket bo’linayotgan yadrolar soni keskin oshib boradi.
Pu²³⁹ ham, xuddi U²³⁵ kabi sekin neytronlar ta’sirida bo’ladi va ulardan foydalanib zanjir reaksiya amalga oshirish mumkin.
Zanjir reaksiyaning rivojlanish tezligi ko’payish koeffitsiyenti kk ning qiymati bilan xarakterlanadi.
Ko’payish koeffitsiyenti biror avlod bo’linishlarida vujudga kelgan neytronlar sonini undan oldingi avlod bo’linishlarida hosil bo’lgan neytronlar soniga nisbatidir. Agar kk>1 bo’lsa zanjir reaksiya rivojlanadi. kk<1 bo’lsa reaksiya so’nadi. kk=1 bo’lganda reaksiya bir me’yorda davom etadi.
Bo’linuvchi modda massasining qiymati mkr bo’lgan holda neytronlarning ko’payish koeffitsiyenti Kk<1 bo’ladi, shuning uchun zanjir reaksiya amalga oshmaydi. m>mkp bo’lganda Kk>1 bo’ladi natijada zanjir reaksiya rivojlanadi.
Boshqariladigan bo’linish zanjir reaksiyalarini amalga oshirish uchun o’llaniladigan qurilmani yadroviy reaktor (atom reaktori) deb ataladi.
Fan va texnikada qo’llanilishiga qarab yadro reaktorlari quyidagi asosiy gruppalarga bo’linadi:
Ilmiy tadqiqot ishlari.
Yadro energetikasi.
Ximiyaviy va biologik ob’ektlarni nurlantirish.
Izotoplar olish va h.k.
Zamonoviy reaktorlarda bo’linuvchi modda sifatida U²³⁵ izotop bilan boyitilgan tabiiy urandan foydalaniladi.
Zanjir reaksiya boshqarilmaydigan tarzda amalga oshishi atom bombaning portlash jarayonida sodir bo’ladi. Atom bomba portlaganda juda qisqa vaqt ichida nihoyat darajada katta energiya ajralib chiqanligi uchun portlash zonasida issiqlik bir necha million gradusga yetadi. Bunday issilik ta’sirida portlash zonasidagi moddalar bug’ga aylanadi. O’ta qizigan sharsimon gaz tez kengayishi natijasida juda kuchli zarb to’lqini vujudga keladi va o’z yo’lida ob’ektlarni yemiradi va kuydiradi.