Пульс бомбы-200 ударов в минуту.

[Mikhail]

погуглите "Африка природный реактор". По-моему, сейчас никто не спорит с тем, что это было на самом деле. Даже есть теория, что именно благодаря ему обезъяны мутировали и человек получился.

Афигеть, дайте две... :angry:
Да никто не спорит, что 235 уран распадается с выделением тепла, только мало этого урана в природе. Ферми и Курчатов тож грузили руду не абы какую, а побогаче, чтобы плутоний наработать, а не энергию получать. Процесс этот небыстрый, не зря же Штаты параллельно начали установки в Ок-Ридже строить, а мы "Маяк"...
Что же до плутония, то вещество это... сильно ядовито само по себе и имеет нехорошее свойство загораться при контакте с воздухом, так что в обычной природе существует в виде окислов (не говорите о месторождениях плутония Ахмади Нежаду и Ким Чен Иру - а то ведь бросят реакторы строить и ломанутся с лопатами в Африку :huh: )
Насчет мутаций и их роли в развитии человека из обезьяны... про это есть другая ветка и там я уже писал.

Обогащение 235-м - вовсе не необходимое условие.

Уран делится независимо металл он или в окисле
238 тоже может делиться, только реакция пороговая - нужны нейтроны 14 МэВ и выше, а самопроизвольной реакции нет. Так что без обогащения по 235 не обойтись

 

[chess101]

Что же до плутония, то вещество это... сильно ядовито само по себе и имеет нехорошее свойство загораться при контакте с воздухом, так что в обычной природе существует в виде окислов

Кинетика окисления плутония в сухом воздухе и в чистом кислороде известна - довольно медленно идет реакция,
доли нанограмма с см2 в минуту, все в открытой литературе найти можно. Во влажном или же с примесью водорода
побыстрее, но до загорания далеко. Разумеется, речь не идет о больших массах без теплоотвода или же
материале на основе короткоживущего 238-го изотопа, малая масса сильно нагреется без организации теплоотвода.
О том, что попавший в природу плутоний металлом не останется, не спорю, окислится.

Уран делится независимо металл он или в окисле
238 тоже может делиться, только реакция пороговая - нужны нейтроны 14 МэВ и выше, а самопроизвольной реакции нет. Так что без обогащения по 235 не обойтись

Ну, тут я не соглашусь. Во первых, 238-й уран спонтанно делится (вероятность на 4 порядка выше, чем для 235-го).
Знал людей, которые использовали треки от спонтанного деления 238-го для датировки образцов (кристаллов). А содержание его при помощи другого трюка узнавали - по нейтронной активации 235-го. Как соотношение изотопов задавали или учитывали, не запомнил.
Спонтанно делятся все элементы примерно с середины таблицы Менделеева.
Эффективный реактор на спонтанном делении 238 не создать, конечно, даже не обсуждается.

Далее, порог для индуцированного нейтронами деления 238-го урана вовсе не 14 МэВ, причем тут D+T?
Вроде бы около 1 МэВ. В любом случае в реакторах деления почти нет нейтронов с энергией намного выше 2 мэВ.

Без обогащения 235-м обойтись можно. Достаточно естественного соотношения изотопов для, о чем я и писал.
Тут, возможно, мы расходимся в определениях, для меня обогащение - это искусственный процесс. Если подразумевалось что обогащение самой природой, то соглашусь, без него не обойтись.

 

[vortex]

238 тоже может делиться, только реакция пороговая - нужны нейтроны 14 МэВ и выше, а самопроизвольной реакции нет. Так что без обогащения по 235 не обойтись

Вы заблуждаетесь, chess101 абсолютно прав.
Ферми в 42-ом запустил реактор под трибунами Чикагского университета именно на природном уране используя в качестве замедлителя чистый графит. 238-ой изотоп делится хорошо (большое сечение деления) быстрыми нейтронами (Е>0,1 МэВ).

 

[Дизель]

Товарищи, если посмотреть старт темы, там был вопрос "Кто читал..."
Сейчас же наблюдается дискуссия ведущих умов наукограда о лучшем способе "приготовления сдобного теста из радиоактивной пыли"...

 

[chess101]

Да никто не спорит, что 235 уран распадается с выделением тепла, только мало этого урана в природе. Ферми и Курчатов тож грузили руду не абы какую, а побогаче, чтобы плутоний наработать, а не энергию получать. Процесс этот небыстрый, не зря же Штаты параллельно начали установки в Ок-Ридже строить, а мы "Маяк"...

А вот тут я суть мысли не ухватил. Что значит руда побогаче? Если металл и оксид в чистом виде химиками выделены, для реактора уже не важно, какая руда на переработку пошла, богатая ураном или нет, к нему это не имеет отношения. Загружают не руду! Изотопный состав побогаче не бывает в природных рудах, у всех один и тот же источник - сверхновые звезды.

 

[chess101]

238-ой изотоп делится хорошо (большое сечение деления) быстрыми нейтронами (Е>0,1 МэВ).

Сам я не специалист в области ядерной физике, поговорил с хорошим знакомым, который несколько лет назад защитил докторскую как раз по теме деления урана и плутония. Порог для 238-го урана по его словам 1.6 МэВ. Он занимался подбарьерным делением. Рассказал о весьма интересной физике, ниже порога есть резонансы. Для 238-го, в частности, на 0.72 кэВ, а 236-й делится 0.03-кэВными нейтронами.
Занимались этим в ОИЯИ в Дубне, в Курчатовском в Москве, на Западе, в свое время это был один из передних фронтов фундаментальной ядерной физики. В последнее время интерес стих, разве что для атомной энергетики и уточнения расчетов реакторов потребовались точные данные по профилям сечений деления, низкоэнергетическим резонансам. В особенности минорных актинидов, которые надо выжигать. Людей, которые измеряют сечения, я знаю, если кому что-то интересно, переадресую им вопрос. Тема эта открытая, результаты в виде статей есть.

 

[vortex]

Вообще да, Дизель прав - оффтоп, но я это исключительно в просветительских целях.

По сути топика, в статье много ляпов, цитировать не буду, внимательный читатель сам найдет. Но пиариться институту надо и это правильно, пусть даже и с ляпами, обыватель проверять всё равно ведь не будет.


chess101
Знакомый ваш прав, да только 238 делиться нейтронами и с меньшей чем 1,65 МэВ энергиями, как такого порога нет, просто при этом значении сечение деления достигает ощутимых значений (около 0,5 барн) если есть желание могу в личку скинуть зависимость сечения деления от энергии. Принято говорить что 238-ой делится быстрыми нейтронами, а это по энергетической классификации нейтронов > 0,1 МэВ, поэтому я и указал такое значение.

 

[chess101]

chess101
Знакомый ваш прав, да только 238 делиться нейтронами и с меньшей чем 1,65 МэВ энергиями, как такого порога нет, просто при этом значении сечение деления достигает ощутимых значений (около 0,5 барн) если есть желание могу в личку скинуть зависимость сечения деления от энергии. Принято говорить что 238-ой делится быстрыми нейтронами, а это по энергетической классификации нейтронов > 0,1 МэВ, поэтому я и указал такое значение.

К вашей фразе претензий не было никаких. Писал чтобы дополнить словами о делении подбарьерном, при низких энергиях, пусть там и миллибарны. Для быстрых я чаще всего видел границы 0.1 МэВ - 20 МэВ, реже от 10 кэВ считают, но это все условности. Профиль сечения 238-го посмотрел на брукхейвенской базе данных NNDC, но все равно спасибо за предложение скинуть.
Кстати при низких энергиях многое зависит еще и от состояния материала, можно подготовить его так, чтобы деление вообще не происходило, не только для 238-го, но для 235U, 239Pu. Не будут делиться. Но это касается уже сечения для образца, а не атома.

 

[Mikhail]

Так, парни.
Приношу извинения - порог реакции деления 238 Урана - порядка 1.5 МэВ (про 14 я погрячился - просто я этот продукти менно такими делю у себя на кухне )
Но он есть. А вот непосредственно перед ним (по энергетическому диапазону прилетевшего нейтрона) идет реакция поглощения 238м нейтрона, с последующим бета распадом в плутоний. Так что при быстрых нейтронах ниже примерно 1 МэВа ведет именно эта реакция. А вот самопроизвольно 238 на осколки с испусканием нейтронов все-таки не разваливается.
Более богатая руда (по-моему уже писал) - по содержанию 235, который при делении (а не распаде!) дает нейтроны примерно 1.65МэВ - если их правильно замедлять можно получать плутоний.

 

[chess101]

Так, парни.
Приношу извинения - порог реакции деления 238 Урана - порядка 1.5 МэВ (про 14 я погрячился - просто я этот продукти менно такими делю у себя на кухне )
Но он есть. А вот непосредственно перед ним (по энергетическому диапазону прилетевшего нейтрона) идет реакция поглощения 238м нейтрона, с последующим бета распадом в плутоний. Так что при быстрых нейтронах ниже примерно 1 МэВа ведет именно эта реакция. А вот самопроизвольно 238 на осколки с испусканием нейтронов все-таки не разваливается.
Более богатая руда (по-моему уже писал) - по содержанию 235, который при делении (а не распаде!) дает нейтроны примерно 1.65МэВ - если их правильно замедлять можно получать плутоний.

Согласен, захват нейтрона идет и он намного значимее, чем деление 238-го для энергетических и не только приложений.
Самопроизвольно 238U делится, более 2х нейтронов вылетает в среднем на ядро делящееся. Проверьте по базам данных научеых, по той же википедии хотя бы Spontaneous fission пробейте.
А вот про руду, богатую 235-м изотопом я все еще не понял. Могу ошибаться, но всегда считал, что весь уран на планете нашей из одного источника - остатки после взрыва сверхновых звезд. И везде одно и то же соотношение изотопов. За исключением выгоревших природных реакторов в Африке - там 0.3-0.4% всего, против 0.7% в остальных рудах. Наверное, все же отбирали богатую ураном, его соединениями.

 

[vortex]

Модератор,
предлагаю выделить последние несколько постов в отдельную тему, название "Занимательная ядерная физика".

 

[Дизель]

Модератор,
предлагаю выделить последние несколько постов в отдельную тему, название "Занимательная ядерная физика".

Да что уж Итак тут вся тема сплошной физликбез. Кстати, Вы правы, очень занимательно, слежу за дискуссией с интересом. Прошу Вас, продолжайте здесь, ничего страшного.

С уважением.

 

[vortex]

Более богатая руда (по-моему уже писал) - по содержанию 235, который при делении (а не распаде!) дает нейтроны примерно 1.65МэВ - если их правильно замедлять можно получать плутоний.

Подтверждаю правоту chess101, более богатой руды не бывает, процентное содержание 235-го постоянно в естественном уране. Средняя энергия нейтронов деления около 2 МэВ, максимум распределения - 1 МэВ. Первые отечественные промышленные реакторы, в частности первый ректор А "Аннушка", по наработке плутония работали (и насколько я понимаю продолжают работать) на естественном уране.

А вот самопроизвольно 238 на осколки с испусканием нейтронов все-таки не разваливается.

Разваливается. Явление это - спонтанное деление, было открыто еще в 1940 году советскими физиками Петржаком и Флеровым.

 

[Mikhail]

Подтверждаю правоту chess101, более богатой руды не бывает, процентное содержание 235-го постоянно в естественном уране. Средняя энергия нейтронов деления около 2 МэВ, максимум распределения - 1 МэВ. Первые отечественные промышленные реакторы, в частности первый ректор А "Аннушка", по наработке плутония работали (и насколько я понимаю продолжают работать) на естественном уране.

Разваливается. Явление это - спонтанное деление, было открыто еще в 1940 году советскими физиками Петржаком и Флеровым.

Насчет степени богатых руд я еще посмотрю, возможно там действительно имелся в виду весь уран. Реакторов только на 238 уране не бывает. Всегда нужен 235 как источник нейтронов. И наработка плутония идет именно на захвате без последующего деления замедленных нейтронов 235 238м. Флеров и Петржак открыли спонтанное деление 235 урана, который содержался в исследуемом образце.

 

[chess101]

Насчет степени богатых руд я еще посмотрю, возможно там действительно имелся в виду весь уран. Реакторов только на 238 уране не бывает. Всегда нужен 235 как источник нейтронов. И наработка плутония идет именно на захвате без последующего деления замедленных нейтронов 235 238м. Флеров и Петржак открыли спонтанное деление 235 урана, который содержался в исследуемом образце.

Чтобы не было непонимания:
1) Никто и не спорит, что делящийся 235-й важен и нужен в реакторах , что долю его повышают, что 238-й был бы просто балластом в реакторе ( пусть он и делится быстрыми), если бы не захватывал нейтрон и не нарабатывался 239Pu. Это - главные процессы.
Конечно, нет реакторов на 238-м, но это выше никто не утверждал, говорилось о природном уране (99.3% 238-го).
2) Кроме главных процессов есть еще и минорные физические эффекты, а именно - 238U спонтанно делится, пусть деление существенно менее вероятно, чем альфа распад. 235U делится спонтанно, но еще менее вероятно, хоть это и удивляет (меня, по крайней мере)- нейтронами он делится как раз намного "охотнее" 235-го.
3) Флеров и Петржак в своем докладе (опубликован в УФН т.163б н.4, 131 (1993)) пишут именно о делении 238-го и ссылаются на теоретическую оценку Н.Бора и Дж. Уилера для него.

 

[chess101]

хорошая таблица с параметрами изотопов и пояснениями здесь:

http://profbeckman.narod.ru/Uran.files/Glava2.pdf

 

[Mek_ph]

Так, парни.
Приношу извинения - порог реакции деления 238 Урана - порядка 1.5 МэВ (про 14 я погрячился - просто я этот продукти менно такими делю у себя на кухне )
Но он есть. А вот непосредственно перед ним (по энергетическому диапазону прилетевшего нейтрона) идет реакция поглощения 238м нейтрона, с последующим бета распадом в плутоний. Так что при быстрых нейтронах ниже примерно 1 МэВа ведет именно эта реакция.

Нет там порога. Просто для одной из реакций сечение сущственно выше. Вот она и идет с соответствующей вероятностью.

 

[Q_star]

Нет там порога. Просто для одной из реакций сечение сущственно выше. Вот она и идет с соответствующей вероятностью.

Вопрос, достойный любого прапорщика:
А почему в ЭТОЙ ядерной реакции порога нет, если у ядерной реакции должен быть порог
(минимальная энергия частиц, при которой реакция возникает)?
А "сечение" определяет то столкнутся частицы или нет.
т.е. , Вы Mek_ph утверждаете что эта реакция уникальна: она пойдет если частицы столкнутся при Любой начальной энергии...

Как я понимаю на уровне "начальных классов" чтобы запустить реакцию нужно два условия: критмасса и собс-нно частицы.
Первое - определяет энергию системы, второе - собственно сечение реакции...
Ну про другие условия молчу.

Вопрос открытый

 

[Mek_ph]

Вопрос, достойный любого прапорщика:
А почему в ЭТОЙ ядерной реакции порога нет, если у ядерной реакции должен быть порог
(минимальная энергия частиц, при которой реакция возникает)?
А "сечение" определяет то столкнутся частицы или нет.

Сечение определяет вероятность реакции.

т.е. , Вы Mek_ph утверждаете что эта реакция уникальна: она пойдет если частицы столкнутся при Любой начальной энергии...

Я где-то написал про то что реакция уникальна?

Как я понимаю на уровне "начальных классов" чтобы запустить реакцию нужно два условия: критмасса и собс-нно частицы.
Первое - определяет энергию системы, второе - собственно сечение реакции...
Ну про другие условия молчу.

Критмасса на протекание конкретной реакции совсем не влияет. Критмасса это масса при которой коэффициент размножения равен единице. Причем существует две критмассы - по мгновенным и по запаздывающим нейтронам. Не углублясь в тонкости - для работы реактора нужно достичь критичности по запаздывающим, для взрыва по мгновенным нейтронам.

Теперь собственно о реакции. При столкновении нейтрона с ядром (в данном рассматриваемом случае с ядром 238 урана) с некоторой вероятностью происходит его захват. В физике эта вероятность выражена в виде сечений. Порога у этой реакции нет, поскольку нейтрон частица незаряженная и отталкивания нет. Достаточно приблизится на расстояние действия ядерных сил. Кстати при захвате нейтрона любым ядром происходит выделение энергии, ее величина зависит от размера ядра. Так вот, дальше для ядер которые могут делится возможно несколько вариантов. Просто дальнейшая жизнь с захваченным нейтроном, для некоторых недолгая, как в случае с ураном 238 (трансмутация). Либо деление. Тут тоже вопрос вероятностный. В общем случае вероятность каждого из вариантов выражается через сечение.

 

[Q_star]

Понятно.
Если в реакции "замешаны" нейтроны, то происходит следующее:
они "наезжают" на ядра, выбивают из них энергию, если удастся
(а "удачливаость" и определяется сечением), и
эта энергия идет на..., ну вообщем понятно куда

А вот почему реакция пойдет "не так", если этих нейтронов СЛИШКОМ много?
Казалось бы должно быть наоборот.
Объясните дилетанту.