Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 5. 31 januari 1956 - Reaktorfysik, av Gunnar Holte
<< 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.
i O januari 1956
69
Reaktorfysik
Docent Gunnar Holte, Stockholm
Atomenergi har blivit den vanliga
benämningen på energi utvunnen ur atomens centrala del,
atomkärnan, till skillnad från kemisk energi,
som härrör från atomernas yttre delar och soin
utvinnes t.ex. vid förbränning av kol. Man
känner numera två principiellt olika möjligheter för
att i praktiskt betydande skala frigöra
atomenergi.
Det ena sättet är genom klyvning, fission, av
atomkärnor av de tyngsta grundämnena,
såsom uran; det andra är genoi.i sammanslagning,
fusion, av atomkärnor av de lättaste
grundämnena, såsom väte. Den förra processen ligger till
grund för atombomben, den senare för
vätebomben. Ett utnyttjande av dessa processer som
energikälla för fredligt bruk har hittills dock
lyckats blott med fissionen, varför endast
denna kommer att studeras här.
Uranklyvning som energikälla
Fission av t.ex. en urankärna åstadkommes
genom inverkan av en neutron, som ju själv
utgör en av atomkärnornas byggstenar. Neutronen
absorberas härvid av kärnan, och det bildas en
ny sådan, som emellertid så gott som
ögonblickligen faller sönder i två ungefär lika tunga nya
kärnor. Härvid frigöres en energimängd, som,
räknat per atom, är ofantligt mycket större än
vid t.ex. kemiska reaktioner. Fullständig
klyvning av 1 g uran skulle sålunda ge en
energimängd av ca 1 MWd (Megawattdygn), 24 MWh,
eller tre miljoner gånger så mycket som
förbränning av 1 g stenkol ger. Den förra processen är
emellertid å andra sidan ofantligt mycket
svårare att praktiskt realisera än den senare.
Att uranklyvningen överhuvudtaget kunnat få
praktisk betydelse som energikälla beror på att
varje klyvning förutom energifrigörandet är
förbunden med utsändandet av ett antal nya
neutroner, genomsnittligt 2—3. Om man nu kan få
minst en av de nybildade neutronerna att
åstadkomma en ny klyvning och de härvid utsända
neutronerna att i sin tur ge minst en klyvning
osv., uppstår en kedjereaktion, som i princip
blott behöver startas med en enda klyvning för
att den sedan skall gå av sig själv (fig. 1).
Härför fordras mycket speciella
förutsättningar. Om dessa emellertid är uppfyllda, kan man
också genom mindre variationer i dem reglera
621.039.4 : 53
kedjereaktionen, så att antalet uranklyvningar
per sekund och därmed energiutvecklingen kan
fås att öka (kedjereaktionen divergent), vara
konstant eller minska. Ett system, där en dylik
reglerbar kedjereaktion äger rum, kallas en
reaktor.
Neutroners växelverkan med materia
Eftersom neutronerna orsakar
kärnklyvningar-na och håller kedjereaktionen i en reaktor i gång
är ett studium av deras egenskaper och
växelverkan med materia reaktorfysikens grundval.
Neutroner som rör sig i ett medium kommer förr
eller senare att kollidera med mediets
atomkärnor, varvid två olika slag av processer kan
inträffa, nämligen absorption eller spridning. Vid
absorptionen upptas neutronen av den
kolliderande kärnan och går alltså förlorad, medan vid
spridning neutronen blott förlorar en del av sin
energi till den kolliderande kärnan men sedan
fortsätter sin rörelse i ny riktning.
Absorptionsprocesser finns av flera slag, och
en av dessa är fissionen, som emellertid på det
hela taget är en mycket sällsynt process. Den
sker blott med ett fåtal klyvbara kärnor, som
återfinns bland de tyngsta grundämnena, t.ex.
uran. Den vanligaste absorptionsprocessen är
absorption med utsändning av ^-strålning, en
process som med större eller mindre villighet äger
Fig. /. Klyvningsprocessen i en termisk, heterogen reaktor;
o neutroner (ns snabba, nm medelsnabba, nt termiska), •
moderator atomer, KP klyvningsprodukter, E rörelseenergi
som övergår till värme, S radioaktiv strålning.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
