Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 52. 29 december 1945 - Utvinning av atomenergi, av Sigvard Eklund
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1432
TEKNISK TIDSKRIFT
samtidigt skapat möjligheten att storindustriellt
framställa plutonium ur uran genom användning
av ett helt nytt förfaringssätt.
Låt oss för att förstå framställningsmetoden
något undersöka vad som händer med en neutron
med stor energi, t.ex. 2 MeV, som genom en
klyvning alstrats i en uranmassa. Neutronen stöter
mot urankärnorna, men på grund av den stora
skillnaden i massa mellan neutronen och
urankärnan förlorar neutronen endast obetydligt med
energi vid varje stöt. Neutronens energi sjunker
endast långsamt, vilket medför att neutronen
kommer att stöta mot urankärnor många gånger
även i det kritiska energiområde, vid ca 10 eV,
där resonansabsorption äger rum. Med andra ord:
sannolikheten för infångning blir stor. Sedan
in-fångning skett är neutronens saga all, dvs. den
blir aldrig i tillfälle till att bidra till en
kedjereaktion i uran 235.
Antag nu att en mindre mängd uran är omgiven
av en moderator, som utmärkes av en liten
absorption av neutroner, t.ex. tungt vatten eller kol. En
neutron med stor energi, som uppkommit inom
uranmassan, flyger efter ett fåtal stötar mot
urankärnorna ut i moderatorn. Eftersom denna
utgöres av ett ämne med låg atomvikt minskar
neutronernas energi hastigt med antalet stötar.
Man kan beräkna att neutronen först efter ca 200
stötar mot moderatorns kärnor återvänder till
uranmassan. Neutronens energi har då för länge
sedan sjunkit till den termiska nivån (ca a/40 eV),
dvs. det kritiska resonansområdet är passerat.
Den långsamma neutronen kan framkalla
klyvning i uran 235, varvid nya neutroner alstras
och processen upprepas. Kedjereaktionen är i
gång.
I en stor mila av grafit anbringades punktvis
i form av ett kubiskt gitter stora mängder
uranoxid samt icke mindre än 6 t metalliskt uran.
Neutroner från spontan klyvning av U 235, som
eventuellt anrikats i det använda uranet, eller
neutroner i den kosmiska strålningen förlora
energi genom stötar mot kolatomerna (kolet
tjänstgör som moderator). En del av dessa
neutroner får en energi, som gör att de fångas in av
U 238 och bilda plutonium, andra åter få så låg
energi, att de kunna initiera kedjereaktionen
i U235. Förloppet kan styras genom anbringande av
reglerbara neutronabsorbatorer av kadmium eller
bor, varvid förekomsten av "fördröjda" neutroner
spelar en avgörande roll. Vid klyvningen av U 235
frigöres ca 200 MeV och man kan därför beräkna,
att för produktion av 1 kg Pu per dygn uranmilan
måste utveckla 500 000—1 500 000 kW. Den
första milan lämnade 0,5 W vid starten den 2
december 1942 och tio dagar senare 200 W. Dessa
erfarenheter ansågos så lovande, att beslut
fattades om uppförande av en anläggning för
fabriksmässig produktion av plutonium i Hanford
(Washington) i närheten av Columbia River. När
byggnadsverksamheten var som livligast bodde
60 000 människor i läger vid arbetsplatsen.
Anläggningen planerades ursprungligen för fem
milor men endast tre tyckas ha kommit till
utförande. Den första påbörjades i juni 1943 och
togs i bruk i september 1944. Vattnet, som kylde
milorna bortförde tillräckligt med energi för att
märkbart uppvärma Columbia River, som är
omkring tio gånger så stor som våra största älvar,
Götaälv, Dalälven och Ångermanälven; enligt
uppgift skall flödet vara ca 5 000 m3/s. Antar man
att temperaturen steg 0,2° i hela vattenmassan,
betyder detta en utveckling av ungefär 4 000 000
kW. Den utbyggda vattenkraften i vårt land
omfattar ungefär 2 500 000 kW.
Plutonium kan, sedan det framställts, på kemisk
väg skiljas från uran. Separationen måste liksom
milornas manövrering ske helt automatiskt på
grund av den utomordentligt kraftiga strålningen
från sönderfallsprodukterna. Ett mycket
omfattande arbete har måst läggas ned på
åstadkommande av tillräckliga strålskydd vid hanterandet
av tonvis av utomordentligt starkt radioaktiva
material. En uranmila representerar den
kraftigaste källa för all radioaktiv strålning, som vi
över huvud taget känna. Milans manövrering
måste vara absolut pålitlig. Ett fel i
driftanordningarna skulle göra milan obrukbar, eftersom
inga reparatörer kunna vistas innanför det
lufttäta strålskydd, som omger milan. Stora
svårigheter voro också förknippade med framställningen
av tillräckligt rena material. För undvikande av
förluster av neutroner genom absorption i
föroreningar fingo dessa uppgå till högst några få
tusendels promille.
Slutligen kan nämnas att man i stället för grafit
kan använda tungt vatten som moderator.
Framgångsrika sådana försök ha också utförts i USA.
Anläggningarna i full skala utfördes med grafit,
när man icke ansåg sig tillräckligt snabbt kunna
få fram de ansenliga mängder tungt vatten, som
erfordrades.
Konstruktionen av själva atombomben utfördes
vid ett nytt laboratorium som upprättades i Los
Alamos i New Mexico. Laboratoriet utrustades
från starten med en cyklotron, som för övrigt
hämtades från Harvard, två elektrostatiska
hög-spänningsmaskiner och en
högspänningsanläggning. Som belysande för den hastighet, med
vilken laboratoriet byggdes upp, kan nämnas, att
cyklotronens undre polsko monterades i mitten
av april 1943. De första experimenten med den
färdiga cyklotronen kunde utföras i början av juli.
Laboratoriet leddes av den amerikanske
fysikern Oppenheimer, varjämte engelsmannen
Chadwick samt Bohr uppges ha lämnat ovärderliga
råd vid arbetets bedrivande. Huvuduppgiften var
att med utgångspunkt från U 235 och Pu
konstruera själva atombomben. I en teoretisk och en
experimentell avdelning behandlades en rad olika
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
