Sh. X. Xushmurodov atom yadrosi va zarralar fizikasi

К	= p e v f .	(5
.5.10)

A garkx < 1 boMsa, neytronlar zichligi avloddan-avlodgakam ayaboradi,

reaksiya so‘nadi. к = 1 da zanjir reaksiya o‘z-o‘zini neytronlar bilan ta’minlab turadi. k*> 1 da reaksiya rivojlanadi.
Odatda, real chekli ko‘paytiruvchi sistemaning koeffitsienti effektiv koeffitsient deb ataladi va keff bilan belgilanadi. Neytronlarning bir qismi muhitdan sizib chiqib ketadi, ikkinchi avloddagi neytronlar zichligi n2 sekinlashish vaqtidagi neytronlarning sistemadan chiqib ketishi natijasida
kam ayadi, shuning uchun к < k* boMadi. kefr va k* orasidagi bogManish quyidagicha:

ke ff= k „P lP2,

(5.5.11)

bu yerda P, va P2 — sekinlashish vaqtida tez va issiqlik neytronlarining sistemada qolish ehtim olligi. Sistem a hajmining ortishi natijasida P, va P2 lar 1 ga, keff esa k* ga yaqinlashadi.

5.9.2. Zanjir reaksiyani amalga oshirish
Tabiiy uran bir jin sli blokiga, y a ’ni 99,3% 238U va 0,7% 235U izotoplar

aralashm asiga biror neytron kelib tushib, boMish	sodir etsa, 2 M eV
energiyali neytronlar hosil boMadi. Bu neytronlar:	1/5, 23SU boMinishi
1) Neytronlar ta’sirida 238C/ boMinish ehtimolligi

mumkin, lekin tarkibida kam boMgani uchun tabiiy uranda zanjir reaksiya bormaydi.

0. 
   Tez neytronlar noelastik sochiladi, natijada energiyasini kam aytiradi, E < 100 keV boMgan oraliq neytronlarga aylanadi, bu neytronlar 23SU yadrosini boMa olmaydi. Lekin biroz kichik ehtim ollik bilan 235U yadrosini
   

boMishi m um kin. U ranning ta b iiy aralash m asid a o raliq neytronlar yordam ida zanjir reaksiyasi yuz berishi mumkin em as.

0. 
   Elastikm as sochilish natijasida neytron energiyasi kam ayib boradi, oraliq va rezonans soha neytronlariga o‘tadi. Bu soha neytronlari yadroga yutilishi natijasida radioaktiv boMib,qoladi, lekin boMinmaydi. Bu soha neytronlarining yutilishi juda foydali, lekin zanjir reaksiyasi borishida xavflidir.
   

0. 
   Ko‘rsatilgan hamma bosqichlarda aralashm alar, boMinish reaksiya m ahsulotlari va hakozo yadrolari tomonidan neytronlarning ju d a ham nomaqbul qam ralishi yuz beradi.
   
1. 
   Neytronlarning muhitdan chiqib ketishligi uning oMchiga bogMiq.
   

0. 
   H am m axavfli bosqichlardan o‘tgan neytronlar issiq energiyagaqadar sekinlashadi va katta ehtim ollik bilan 235U ning yadrolarini boMadi. Lekin tab iiy uran b lo kidagi neytronlarning boshlangM ch m iqdorida issiq neytronlar ju d a ham oz boMganligi uchun zanjir reaksiyasini yuzaga keltira olm aydi.
   

Zanjir reaksiyasini am alga oshirish uchun:

1) N eytronlarni intensiv yutuvchi boshqa aralashm alardan tozalash
zarur. Undan tash qari boM inish ja ra y o n id a h o sil boMgan boshqa
mahsulotlardan aktiv zonani o‘z vaqtida tozalab turish kerak.

0. 
   Tez neytronlarda zanjir reaksiya borishi uchun uran yoqilgM sining tarkibini 235U izotoplar bilan boyitish zarur. Tajribadan maMumki, uran 235U bilan boyitilganda 5,56% dan boshlab zanjir reaksiya boshlanganligi, am alda 15% dan kam boMmasligi kerak.
   

0. 
   Reaksiyani am alga oshirishda rezonans sohada neytronlarni rezonans qamrab olish (ng) jarayoni katta halaqit beradi. Shuning uchun rezonans sohadan tezroq issiq neytronlar sohasiga o ‘tkazish lozim .
   

Neytronlarni sekinlashtirishda m assasi neytron m assasiga yaqin boMgan turli moddalardan - sekinlashtirgichlardan foydalaniladi.

K inetik en ergiyasi Tp boMgan neytron nuklo n lar soni A boMgan

sekin lash tirgich yadrosi bilan to ‘ qnashganda har bir to‘ qnashuvda neytronning energiya yo‘qotishi:

0. 
   A
   

(5.9.12)
Demak, sekinlatgich qancha yengil boMsa, neytronlar shuncha tez sekinlashadi. Sekinlashtiruvchi yadro neytronlam i yutm asligi kerak. Sekinlatgich:

1. 
   Suv boMsa; suv tarkibidagi protonlarning neytronlar bilan ta’sirida deytronlar hosil boMishi hisobiga neytronlar suvda intensiv yutiladi;
   

0. 
   G eliy AHe bo‘ lsa, neytronni yutm aydi, 5He tabiatda uchramaydi. Lekin gaz boMgani uchun zichligi kichik, foydalanish noqulaydir;
   

0. 
   Eng yaxshi sekinlatgich og‘ir suv D20;
   

0. 
   Sekinlashtiruvchi moddaning fizik xossalarini, iqtisodiy jihatdan arzonligini ham hisobga oladigan bo‘ lsak, u holdaog‘ irsuv, uglerod, berilliy va berilliy oksidi va boshqalari boMishi mumkin. Suv yuqorida aytilgan kam chiliklarga qaramay, sekinlatgich sifatida keng ishlatiladi;
   

0. 
   Sekinlatuvchi moddaning uran bilan aralashmasidan tashqari (bunday reaktorlarga gomogen reaktor deyiladi) boMinuvchi uran va sekinlatgichlar alohida bir-biriga yonma-yon qo‘yiladi. Uran moddasida hosil boMgan neytronlar sekinlatgichga o ‘tadi, u yerda neytronlar issiq neytronlar energiyasiga qadar sekinlashadi va yana uran yoqilgMsiga o‘tadi hamda boMinish reaksiyasini hosil qilishini davom ettiradi. Bunday reaktorlar geterogen reak to rlar deyiladi. Gomogen reaktorda zanjir reaksiya hosil qilish uchun qimmat baholi ogMr suv sekinlatgichdan foydalansa, geterogen reaktorlarda arzon grafit ishlatilganda ham zanjir reaksiya hosil boMishi mumkin;
   

0. 
   Zanjir reaksiyaning kechishida boMinuvchi moddaning formasi ham muhim rol o‘ynaydi. Sferik shaklda boMganda neytronlarning aktiv zonadan tashqariga chiqib ketishi eng kam boMar ekan;
   
1. 
   Zanjir reaksiya yetarli darajada massaga ega boMganda ro‘y beradi. Zanjir reaksiya borishi mumkin boMgan sistemaning minimal massasi kritik m assa deb ataladi. Sistemaning (aktiv zonaning) kattaligi esa k ritik kattalik deyiladi. Kritik massa sistemaning geometriyasiga bogMiq. Masalan: toza
   

235U dan iborat ellipsoid shaklda (a = 1,94 m, b = 1,55 m) boMgan sistemaning kritik massasi 47 kg. Shar radiusi R = 17 sm. Agar uran moddasi berilliy qobiqli poluetilen plyonkalar bilan qatlam -qatlam ajratilsa, kritik massa 242 g radiusi = 3 sm boMadi;

0. 
   Aktiv zona kritik kattaligini va yoqilgM kritik m assasini yanada kam aytirish uchun reaksiya zonasini neytronlarni qaytaruvchi modda-qaytargich bilan o‘ra!adi. U aktiv zonadan chiqib ketadigan neytronlar sonini kamaytiradi. Qaytargich sifatida berilliy ishlatiladi.
   

Shunday qilib, issik neytronlar ishtirokida ishlaydigan reaktom ing km

ko‘payish koeffitsienti:

K = i 1Pf s .

(5.9.13)

ko‘ rinishdagi taqribiy form uladan foydalanish m um kin . (5 .9 .1 3 )

form uladagi uchta ko‘ paytuvchi to ‘ g ‘ risid a yuqo rid a bayon etild i. To‘rtinchi oo ko‘ paytuvchi esa tez neytronlarda ko‘payish koeffitsientini,
bu koeffitsient tez neytronlar sekinlashgunga qadar boMinishga olib kelishi m um kinligini hisobga olish uchun kiritiladi. 0 ‘z m a’nosiga asosan e doim birdan katta boMadi. Issiq neytronlar ishtirokida boMadigan reaksiyalar uchun uning qiym ati 1,03 atrofida boMadi. Tez neytronlar ishtirokida boMadigan boMinish reaksiyalari uchun (5.9.13) formula o‘rinli boMmaydi. /7-kattalik yonilgMning turiga bogMiq boMganligi, e esa sekin neytronlar bilan am alga ortadi gan reaksiyalar uchun 1 gayaq in boMganligidan, biror aktiv muhitning sifati r/"ko‘paytm a bilan aniqlanadi va (p f) = 0,823;