Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 3. 17 januari 1948 - Englands nya atomreaktor, av S Eklund - Plutoniumreaktor, av sah - Kärnomvandlingar i Berkeley-cyklotronen, 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.
10 januari 1948
39
flera hundra ton grafit. Denna fas av arbetet avslutades
den 1 augusti. Den 5 i samma månad började urangittret
att byggas upp. Neutronflödet, dvs. antalet neutroner/cnrs,
bestämdes genom en liten bortrifluoridkammare eller
in-diumfolier, vilka placerades nära reaktorns mitt. Antalet
genom klyvning alstrade neutroner ökar naturligtvis med
mängden uran. Den 7 augusti, då 7 t uran hade tillförts
reaktorn, erhölls 17 impulser/min från borräknaren, vilket
antal den 11 augusti hade ökat till 55. Den 15 på
morgonen registrerades 2 400 imp./min och strax efter
middagstid 6 600. Regleringsstavar av något
neutronabsorbe-rande material sattes nu in, varefter ytterligare uran
tillfördes, så att reaktionen kl. 15 blev divergent. Effekten
var då ca 0,1 W. Genom att regleringsstavarna drogs ut,
minskades neutronabsorptionen och effektutvecklingen
tilläts öka, till dess reaktorn utvecklade 100 W. Den övre
gränsen för effektutvecklingen bestämmes av
uranstavarnas temperatur. Reaktorn är endast utrustad med ett
mycket enkelt kylsystem, varför effektutvecklingen blott
kortvarigt får överstiga 100 kW. Flödet av termiska
neutroner är då 1010—10u/cm2s och det totala antalet alstrade
neutroner 1015 per sekund. Som jämförelse kan nämnas,
att man från 1 millicurie radiumberylliumpreparat får
2 • 104 neutroner per sekund.
Den nu färdigställda reaktorn skall i första hand tjäna
som studieobjekt vid byggandet av en andra
Harwell-reaktor för högre effekt, vilken beräknas bli färdig under
1948. I den stora reaktorn kommer uranstavarna att kylas
genom en intensiv luftström, varför effektnivån antagligen
kan höjas till flera tusen kilowatt. Uranstavarna förses
med ett överdrag av aluminium, dels för att förhindra
oxidation, dels för att förhindra, att klyvningsprodukter
komma med i luftströmmen. Temperaturen hos
uranstavarna måste antagligen begränsas till 350°C, dvs.
cirkulationsluften kan förväntas få en temperatur av ca 300°.
Genom en värmeväxlare kan man tillgodogöra sig
reaktionsvärmet.
Den första Harwell-reaktorn beräknas lämna 5—10
curie fosfor 32 per månad, medan den långlivade
kolisotopen 14 endast kan framställas i obetydliga kvantiteter.
Lågeffektsreaktorn får emellertid sin kanske största
betydelse för studiet av kärnreaktioner i olika element
framkallade genom långsamma neutroner. En så obetydlig
kvantitet kadmium som 0,1 mg åstadkommer t.ex., om den
införes i reaktorn, en märkbar minskning av effektnivån,
ur vilken man kan beräkna storleken på
absorptionstvär-snittet hos kadmium för långsamma neutroner.
Den andra Harwell-reaktorn kommer att användas för
studiet av problem i samband med praktisk användning
av atomenergi. Vad som därvid är av alldeles särskilt
intresse, är frågan om hur stor del av i reaktorn ingående
uran 238, som efter successiv omvandling till plutonium,
allteftersom uran 235 klyves, verkligen kan förbrukas.
Neutronflödet från den stora reaktorn beräknas bli ca
101* neutroner/cm2s, varigenom de flesta radioaktiva
isotoper, vilka kunna framställas i en reaktor, skulle kunna
produceras i erforderlig utsträckning. Vid en effektnivå
av 1 000 kW beräknas 1 g klyvningsprodukter bildas per
dag. Cockcroft påpekar i detta sammanhang, vilka
utomordentligt stora mängder radioaktiva klyvningsprodukter,
som kommer att erhållas från framtidens atomkraftverk;
ett kraftverk på 1 000 MW skulle, även om man bortser
från de mest kortlivade sönderfallsprodukterna, lämna
omkring en miljon curie per dag (J D COCKROFT i Nature 4,
11 okt. 1947). S Eklund
Plutoniumreaktor. Förenta Staternas Atomic Energy
Commission har meddelat, att en reaktor av ny typ sedan
några månader tillbaka är i drift. Den använder
plutonium i stället för uran, arbetar utan moderator och
använder snabba neutroner i stället för långsamma. Den är
alltså i princip en atombomb med kontrollerad
kedjereaktion. Till skillnad från de äldre reaktorerna, vilka
kräver flera ton uran, arbetar den nya med endast några
få kilo plutonium. Den anses därför utgöra ett mycket
viktigt steg mot atomkraftens kommersiella användning.
Reaktorn har hittills drivits med endast några hundra
watts effekt, men effektuttaget begränsas endast av
möjligheterna att avleda den utvecklade värmen (Chem. Engng
okt. 1947). sah
Kärnomvandlingar i Berkeley-cyklotronen. Den
fre-kvensmodulerade 184" jättecyklotronen i Rerkeley (Tekn. T.
1947 s. 827) har varit i gång sedan slutet av 1946, och de
hittills vunna erfarenheterna har nu börjat offentliggöras.
Element, som bestrålas med 200 MeV deutoner eller 400
MeV heliumjoner, ge upphov till ett utomordentligt stort
antal radioaktiva isotoper, vilka kan omfatta 10—20 olika
atomnummer. För varje element, som representeras av ett
sådant atomnummer, kan det föreligga flera radioaktiva
isotoper. Om arsenik (masstal 75) bestrålas med 400 MeV
heliumjoner, får man bl.a. den radioaktiva isotopen Cl 38,
dvs. atomnumret har reducerats med 16 enheter och
masstalet med 37 enheter. Om koppar bestrålas med 200 MeV
deutoner eller 400 MeV heliumjoner, återfinnas enbart i
manganfraktionen isotoper med masstalen 51 till 56. I
själva verket är mångfalden av möjliga omvandlingar så
stor, att det skulle vara ytterst svårt att kemiskt separera
de olika isotoperna. Här kommer de under kriget
utvecklade magnetiska separatorerna (calutronerna) väl till pass.
Om de alstrade radioaktiva isotoperna har halveringstider,
som äro större än 1/2 h, och om halten av dem icke är
för liten, kan de separeras i en calutron. En dylik
anläggning är naturligtvis också användbar för framställning
av rena stabila isotoper. Det har uppgivits, att man för
närvarande i USA förfogar över för kärnfysikaliska
ändamål fullt tillräckliga kvantiteter av ett hundratal mer eller
mindre renframställda isotoper av mer än ett tjugutal
element och att man inom kort beräknar ha renframställt
ytterligare ett hundratal isotoper.
Det samtidiga utsändandet av ett stort antal partiklar
gör det i många fall omöjligt att säga, vilken väg
reaktionen egentligen gått. Vid den tidigare omnämnda
bestrålningen av koppar med heliumjoner vet man inte, om
den bildade radioaktiva isotopen Mn51 alstrats genom att
från kopparkärnan, låt oss anta, att det rör sig om
isotopen Cu 65, utsänts 6 protoner och 12 neutroner eller 3
alfapartiklar och 6 neutroner eller 5 protoner och 13
neutroner. I senare fallet bildas först isotopen Fe 51, som
sedan under positronemissionen övergår till Mn51. De!
är för övrigt sannolikt, att flera reaktionsvägar samtidigt
kommer i fråga. Eftersom det är omöjligt att ånge, hur
en dylik av högenergetiska partiklar framkallad
reaktion förlöper, har man börjat skriva reaktionen æCu
(ce, 6 z 18 a) 51Mn, där z och a hänföra sig till ändringen
i atomnummer respektive masstal. Den förut anförda
reaktionen med arsenik skulle alltså skrivas 76As (<*, 18 z 41 a)
^Cl. Då reaktioner av denna typ är artskilda från de förut
kända, i vilka endast ett ringa fåtal partiklar sändes ut
eller kärnorna klyvas, så har man döpt dem till
"spalla-tion reactions", på svenska möjligen splittringsreaktioner.
För de flesta element gäller, att de i dem ingående
neutronerna och protonerna är bundna till kärnan med en
energi av i genomsnitt 7 MeV. Om de infallande
partiklarna har så stor energi som 200 eller 400 MeV, är det
tydligt, att det är energetiskt möjligt skala bort ett stort antal
nukleoner genom bestrålning med högenergetiska partiklar.
Studiet av olika reaktionsvägar, vilka ibland kan tänkas
leda till att den högt exciterade mellankärnan frigör sig
från sitt energiöverskott genom övervägande
neutronemission, i andra fall åter genom övervägande protonemission,
kan väntas ge värdefulla upplysningar om kärnornas
uppbyggnad.
Partikelstrålning med hög energi har visat sig kun-na
framkalla klyvning av element långt under uran och
torium i det periodiska systemet. Neutroner med 100 Me V
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
