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
263
A = 12, vilket gör | = 0,158, i medeltal ca 110
stötar.
Om A > 1 får man approximativt
varför bromsningen genom elastisk stöt blir
liten. Större roll spelar i detta fall oelastiska
stötar, då atomkärnan upptar en del av neutronens
kinetiska energi och övergår i ett exciterat
tillstånd, varifrån den återgår till grundtillståndet
genom utsändande av /-strålning.
För att jämföra olika ämnens förmåga till
bromsning av neutroner kan man bilda
produkten N£ös, där N är antalet atomkärnor per
enhetsvolym. Skall ämnet fungera som moderator
och användas för bromsning och spridning av
klyvningsneutronerna i en kärnreaktor fordras
dessutom att neutronabsorptionen är låg. Ett
mått på lämpligheten i detta avseende är
moderatorförhållandet Ninjoc, vilket tillsammans
med nedbromsningsförmågan anges i tabell 1.
I en moderator minskas neutronernas
rörelseenergi tills den är av samma storleksordning som
den kinetiska energi atomkärnorna besitter till
följd av värmerörelsen, varefter neutronerna
anta en Maxwellsk hastighetsfördelning. Dylika
neutroner benämnas termiska och besitta en
medelenergi av ca 1/i0 eV.
Kedjereagerande system
Den fundamentala ekvationen för
neutronbalansen i ett kedjereagerande system är följande
per sekund nybildade neutroner — per sekund
absorberade neutroner — neutronströmmen i systemet —dnfdt
där dn/dt betecknar förändringen i neutrontät-
Tabell 1. Nedbromsnings/örmåga och moderatorf örhåUande
för några lättare grundämnen
Element A f Nedbromsnings- Moderator-
förmåga förhållande
N£os N^Osjac
H ... 1 1 0,85 65
D ,... 2 0,72 0,072 47 500
He ... 4 0,425 0,0123 —
Li ... 7 0,26 0,024 0,0083
Be ... 9 0,2 0,146 133
B ... 11 0,17 0,071 0,00073
C ... 12 0,15 0,058 162
N ...14 0,13 0,045 0,74
O ... 16 0,12 0,0215 316
F ____ ... 19 0,10 0,014 6,1
Ne ... 20 0,095 0,0064 —
Na ... ... 23 0,083 0,0071 0,59
Mg ... ... 24 0,080 0,0112 0,70
Al ... 27 0,070 0,0056 0,47
Si .... ... 28 0,070 0,0062 0,42
P ____ .. . 31 0,06 0,0204 2,04
S ... 32 0,06 0,00306 0,17
Cl 0,055 0,0143 0,0165
A ____ . . . 40 0,050 0,0020 0,154
K .... 0,050 0,00095 0,034
Ca . . . . . . 40 0,050 0,011 1,1
het per tidsenhet. För att en kedjereaktion skall
kunna hållas vid liv fordras att det nybildas
minst lika många neutroner som det försvinner
ur systemet. Neutronförluster kan uppstå på
följande sätt: utstrålning från ett ändligt system,
absorption i föroreningar, absorption i
moderator, resonansinfångning i uran.
Vi antar att varje klyvning i medeltal ger
upphov till v neutroner och kallar sannolikheten att
en sådan neutron i sin tur skall åstadkomma
klyvning för d. Medeltalet neutroner som
nybildas i "andra generationen" av den första
neutronen är
k = d • v
k benämnes vanligen systemets
reproduktionsfaktor. Om en kedjereaktion skall kunna hålla
sig själv vid liv fordras tydligen att k 1.
Neutronförlusterna genom utstrålning kan minskas
genom att göra systemets dimensioner stora.
Den storlek som systemet måste ha för att
reproduktionsfaktorn skall vara lika med 1 kallas
systemets kritiska storlek.
Vi tänker oss att följa en neutron i ett system
av uran och kol från klyvningsögonblicket till
dess den nått termisk hastighet och infångas
av en U235-kärna. Neutronen emitteras med en
energi av storleksordningen 1 MeV. Det
föreligger nu några procents sannolikhet för att den
skall infångas av en U238-kärna och om så sker
leder detta oftast till klyvning. Vi tänker oss
emellertid att den inte blir infångad, utan i
stället kommer neutronen, om systemet
innehåller en stor mängd moderator och endast en
mindre del uran, att snabbt förlora energi genom
stötar mot kolatomerna. Som tidigare visats
erfordras omkring 110 kollisioner för att minska
energin till det termiska värdet V«o eV. Under
det denna bromsningsprocess pågår, kan det
inträffa att neutronen infångas i uran vid en
resonanstopp. I fortsättningen skall vi benämna
sannolikheten för att en neutron inte infångas
under bromsningsprocessen med p. Ett av
huvudproblemen vid konstruktion av en reaktor är
att göra värdet av p så stort som möjligt.
Vi tänker oss att neutronen undgått att
infångas under bromsningsprocessen och nu
endast har termisk energi. Det föreligger då två
alternativ — bortsett från möjligheten att den
eventuellt kan smita ut ur systemet —
nämligen antingen infångning i uran eller kol. Om
uran och kol äro likformigt blandade skulle
sannolikheten för att någon av dessa två
händelser skulle inträffa kunna uttryckas med
förhållandet mellan infångningstvärsnitten för uran
och kol multiplicerade med de båda ämnenas
atomkoncentrationer. Om blandningen inte är
likformig är detta endast approximativt riktigt.
Vi kallar sannolikheten för att neutronen
infångas av uran för f. Vid konstruktion av ett
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
