Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 15. 9 april 1949 - Uranreaktorn och dess användning som energikälla, av Erik Hæffner
<< 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.
9 cipril 1949
261
Uranreaktorn
och dess användning som energikälla
Civilingeniör Erik Hællner, Stockholm
I och med att kärnfysikaliska reaktioner ha
börjat omsättas i teknisk skala, har det uppstått
ett nytt verksamhetsområde för ingenjörer, som
i analogi med det amerikanska "nuclear
techno-logy" på svenska kanske skulle kunna kallas
kärnteknologi. Inom detta område råder ju
alltjämt en hög grad av sekretess, framför allt om
den tekniska utformningen av de anläggningar,
som uppförts för utvinnande av kärnenergi. De
vetenskapliga principerna torde däremot vara
bättre kända.
Det faktum att en atomkärna av uranisotopen
U235 ger upphov till flera neutroner, när den
kly-ves av en infallande långsam neutron, låg till
grund för förslaget, att man genom en
kedjereaktion av uranklyvningar skulle kunna frigöra
stora mängder energi. Varje klyvning frigör ca
200 MeV eller 200 • 1,6 • 10"6 erg. Klyvningen av
alla kärnor i en gramatom uran skulle frigöra
19,2 • 10ie erg, vilket motsvarar 5,3 • 10® kWh.
För närvarande ser det inte ut som om det skulle
vara möjligt att utvinna denna energi i någon
annan form än värme. Vid klyvningen spricker
urankärnan huvudsakligen i ungefär två lika
stora delar, som erhålla den största delen av den
frigjorda energin och röra sig bort från varandra
med hög hastighet. De utsända neutronerna
svara för en del av energin och resten
utsändes som gammastrålning. Klyvningsfragmenten
bromsas snabbt ned genom stötar mot andra
uranatomer, varvid den kinetiska energin
övergår i värme. Det omedelbara resultatet blir alltså
en temperaturförhöjning hos uranet. Värmen
kan bortföras med en gas eller vätska, som får
passera genom det kedjereagerande systemet.
Neutrontvärsnitt
För att kunna förstå de processer som äga rum
i en kärnreaktor måste man bl.a. ha klart för
sig, på vilket sätt neutroner förhåller sig till
atomkärnor av olika slag. Sannolikheten för
inverkan av partiklar på atomkärnor brukar
beskrivas med hjälp av begreppet tvärsnitt. Den
effektiva yta, som en atomkärna A uppvisar mot
ett infallande strålningsknippe neutroner,
benämnes det totala tvärsnittet c, för A. Det sätt
på vilket en neutron inverkar är beroende av
621.039.422
dess kinetiska energi och atomkärnans art. Den
effektiva ytan är icke densamma som
"genomskärningsytan" för atomkärnan i fråga. Den
sistnämnda ytan är vanligen av storleksordningen
3 • 10"24 cm2, under det att tvärsnittsytor kunna
vara av storleksordningen 104 • 10~24 cm2.
Fenomenet kan förklaras genom ett vågmekaniskt
betraktelsesätt. En neutron kan nämligen
uppträda som en relativt atomkärnan stor kropp,
med lineära dimensioner vilka kunna beräknas
ur de Broglie-våglängden
1–A-
m • v
där h är Plancks konstant, m neutronmassan och
v neutronhastigheten. Det totala tvärsnittet är
sammansatt av olika deltvärsnitt betecknande
sannolikheten för elastisk stöt oel, oelastisk stöt
acei och fullständig infångning oc
Ot = Oel + Ooel Oc
varav de båda förstnämnda brukar sammanföras
till ett spridningstvärsnitt a,.
En neutron som infångas i kärnan kan ge
upphov till olika kärnreaktioner t.ex. (n, d); (n, p);
(n, y); (n, 2 n) och n, oc). Vilken reaktion som
kommer att äga rum är beroende på neutronens
energi och atomkärnans art. Följande tabell
upptar infångningstvärsnitt och
spridningstvärsnitt för några vanliga grundämnen, uttryckta i
enheten barn, varvid 1 barn = 10 24 cm2
o barns
Fig. 1. Totalt neutrontvärsnitt för iridium vid olika
energier (enl. Rainwater, Havens, Wu och Dunnings).
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
