Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 33. 14 september 1954 - Grundämnesomvandlingar i atomreaktorn, av Hans von Ubisch
<< 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.
758
TEKNISK TIDSKRIFT
till klyvningen alternativa omvandlingarna är
angivna. De ger 236U och 240Pu, som inte önskas
och vilkas betydelse för det praktiska
utnyttjandet av atomenergin redan har diskuterats1.
Erfarenheten5 visar att man i reaktorbränslen
verkligen får den mångfald av produkter som
angivits i fig. 3. Man får t.ex. alla sju
plutoniumisotoperna, och inte endast den vanligtvis
omtalade 239Pu. Naturligtvis är mängden av andra
isotoper inte stor, men den stiger med andra eller
högre potens av bestrålningstiden, dvs.
produktionstiden för plutonium, och kan, om bränslet
regenereras och används upprepade gånger,
teoretiskt bli lika stor som mängden 239Pu. Man
har nu även framställt elementen 97—100 genom
långtidsbestrålningar (Tekn. T. 1954 s. 452, 606).
Ungefär hälften av nukliderna är klyvbara med
termiska neutroner; resten kan klyvas endast vid
högre neutronenergier. Tröskelvärdet ligger ofta
kring 1 MeV, och neutroner av denna energi
finns i reaktorn, men klyvningsutbytet blir
vanligtvis lågt. Utom de i figuren medtagna
nukliderna klyvs även 227Th, 229Th, 230Pa och 232Pa
med termiska neutroner.
Av element med jämna atomnummer, t.ex. U
och Pu, är isotoperna med udda masstal termiskt
klyvbara, och för element med udda
atomnummer, t.ex. Np och Am, kan endast de med jämna
masstal klyvas. Till nackdel vid bränslets
utnyttjande i en reaktor är att den senare
gruppens nuklider, soin består av udda antal
protoner och neutroner, genomgående är kortlivade
och under ß-sönderfall övergår till icke klyvbara
isotoper av t.ex. Pu och Cm.
För några av nukliderna är "halveringstiden
för spontan klyvning" angiven (tabell 1). Denna
symboliska storhet definieras på vanligt sätt som
T = ln 2/k
där X är den observerade sönderfallskonstanten
för spontan klyvning, beräknad ur
d Nsk/d t = — XN
Som regel gäller att nuklider, som klyvs med
termiska neutroner, t.ex. 235U, har liten
benägenhet till spontan klyvning, medan för övriga
nuklider, såsom 238U, sannolikheten för spontan
klyvning är mycket större. Denna regel står ej i
strid med den förra, ty vid neutroninfångning
går 233U över till en exciteracl kärna 236U som i
84 % av fallen klyvs och som enligt den sista
regeln klyvs spontant relativt lätt redan om den
är oexciterad; 238U infångar en neutron och klyvs
undantagsvis om neutronen är snabb. Kärnan
239U borde vara relativt stabil mot spontan
klyvning och går därför oftast över till 239Np.
Ett för kemister intressant ämne, som är
relativt ofarligt och som enligt Seaborg6 lämpar
sig för övningslaborationer med transuraner, är
237Np. Har man reaktorer med naturligt uran,
får man det genom
238U (n, 2 n) 237U-^-> 237Np
men ined högt anrikat uran som utgångspunkt
överväger
235U (n, y) 238t/ (n, y) 237Np
237Np kan erhållas i betydande mängd vid
plutoniumframställningen. Utbytet av denna isotop
är ungefär en tusendel av utbytet av plutonium
vilket som bekant produceras kilo- eller
möjligen tonvis av stormakterna.
Omvandlingar i naturligt uran
Hur koncentrationen av viktiga atomslag
förändras om naturligt uran utsätts för
neutronbestrålning under mycket lång tid kan beräknas
med tidigare härledda ekvationer och kända
siffervärden för termiska neutroners
verkningstvärsnitt (fig. 4). Infångningstvärsnitten för
238U och 240Pu har dock inte publicerats, och
därför har de ersatts med rimliga och för
uträkningen bekväma värden, nämligen 65 resp. 102 barn.
Tabell 1. Tvärsnitt och halveringstider för de tyngsta
nukliderna
Tvärsnitt för Halveringstid för
klyvning infångning spontan klyvning
barn barn år
Th 231 — — —
232 < 10~5 6,8 1,4 X 1018
233 — 1 400? —
234 — 1,8 —
Pa 233 < 1 37 —
234 — — —
U 233 i — > 3 X 1017
234 — 72 2 X 10lfl
235 549 101 1,9 X 1017
236 — — 2 X 1018
237 — — —
238 — 2,8 8 X 1015
239 — 22 —
240 — — —
Np 236 — — —
237 0.019 170 —
238 1 600 — > 4 X 1018
239 <3 — > 5 X 1012
240 — — —
Pu 236 — — 3,5 X 109
237 — — —
238 18 425 3,8 X 1010
239 664 361 5,5 X 1015
240 — — 1,2 X 10n
241 1 080 400 —
242 — æ 40 7 X 1010
243 ^ 100 — —
Am 241 3 ^ 300 1,4 X 1013
242 3 500 4 000? —
243 < 25 æ 50 —
244 — — —
Cm 242 < 5 25 7 X 10"
243 — — —
244 — ^ 5 1,4 X 107
1 ungefär detsamma som för uran 235.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
