Ix bob. Ionlashtiruvchi nurlanishlar va ularning xususiyatlari

Neytronlar turi
Energiyasi
1	Issiq	0,025-0,5 Ev
2	Rezonans	0,5 Ev – 1 Kev
3	Oraliq	1 Kev-100 Kev
4	Tez	100 Kev – 14 Mev

Birinchi issiq neytronlar energiyasi 0,025 Ev xona temperaturasidagi  issiqlik energiyasiga mos keladi, ammo 0,5 Ev energiya real yadro qurilmalari bilan bog‘langan. Issiq neytronlar esa atrof-muhit bilan termodinamik muvozanatda bo‘ladi. Rezonans neytronlar esa o‘zlariga tegishli energiya sohasida (0,5-1 Kev) to‘la neytron kesimida rezonans to‘sig‘i yuzaga keladi [7-8].

YAdroning bo‘linish jarayoni sekin bo‘ladigan jarayonlar, chunki u yadro tuzilishini qayta o‘zgarishini vujudga keltiradi.

 yadroning (A-massa soni, Z-element tartib raqami) neytron qamrash paytidan to bo‘linish paytigacha, ya’ni vaqtidan 4-5 tartibga ortiq vaqt o‘tadi.

SHu sababli  tarkibli yadroning paydo bo‘lishi haqida gapirish mumkin. U aynan asosiy holatdan emas, balki qo‘zg‘algan holatidan bo‘linadi.

Uran-235 yadrosining bo‘linishida ajralib chiqqan energiyaning  () 80% dan ortig‘i bo‘linish parchalarinning kinetik energiyasiga tegishli. O‘rta hisobda parchalar kripton (₃₆Kr) va ksenon (₅₄Xe) yaqinida guruhlanadi va ulardan biri ikkinchisidan taxminan 1,5 marta ko‘proqdir. Taxminan bir xil (simmetriyali) parchali bo‘linish soni 1% dan kamroq.

Nisbatan bo‘linish parchalari ortiqcha neytronlarga ega. Ortiqcha neytronlar yadrodan chiqib ketishi kerak. Har bir ortiqcha neytron chiqib ketishda yadrodan ma’lum bir energiyani olib ketadi. Bu neytronlar oniy neytronlar deyiladi, chunki ular bo‘linish paytida yadrodan chiqib ketadi. Uran – 235 izotopining bo‘linishining har bir aktida o‘rta hisobda 2-3 neytron hosil bo‘ladi. Oniy neytronlarning o‘rtacha kinetik energiyasi qariyb 2 Mev ni tashkil etadi va ular bo‘linish reaksiyasi energiyasining 30 % ni olib ketadi. Oniy neytronlarni chiqargandan keyin parchalar qo‘zg‘algan holatda bo‘ladi. Ular tezda oniy  kvantlarni chiqarish bilan asosiy holatga o‘tadi. Bo‘linishning har bir aktiga o‘rtacha energiyasi 1Mev tartibida bo‘lgan qariyb 8 ta foton to‘g‘ri keladi.

YUqorida aytganimizdek yadroni ketma-ket bo‘linishiga olib keluvchi neytronlar soni 2 – 3 ta bo‘lmasdan 1 ta bo‘lganda ham bo‘linish davom etadi, chunki rezonans qamrash jarayonida bir qism neytronlar chiqib ketishi ham mumkin.

Zanjir reaksiyasining borishini chegaraviy sharti sifatida quyidagi koeffitsient kiritilgan:

(4))



K-biron – bir avlodga tegishli issiq neytronlar sonining() o‘tgan avlodga tegishli issiq neytronlarga () nisbatidir.

Agar k=1 bo‘lsa sistema kritik sistema deyiladi va bunday sistemada reaksiya o‘zgarmas tezlik bilan boradi.

Agar  bo‘lsabunda sistema kritik usti deyiladi va zanjir reaksiyasi vaqt bo‘yicha o‘sib boruvchi deyiladi.

Agar  bunda sistema kiritik osti deyiladi va reaksiya o‘chadi, ya’ni tugaydi.

Reaksiyani o‘sish tezligi ko‘payish koeffitsienti kattaligi va ikkita ketma – ket bo‘linish aktlari o‘rtasidagi vaqt, ya’ni bir avlodga tegishli neytronlarning o‘rtacha yashash vaqti  bilan aniqlanadi.

Bitta avlod uchun neytronlar sonining o‘sishi quyidagicha:

(5))

(6))

Birlik vaqt ichida



(6) formulani echish vaqtining  elementidagi neytronlar sonini ko‘rasatadi,

(7))

bu erda



 - jarayonning boshlang‘ich paytidagi neytronlar soni. Demak, reaktordagi issiq neytronlar soni eksponensial qonuniyat asosida o‘sib boradi.

YAdrolarning zanjir reaksiya vaqtida neytronlarning bir qismini qamrab olishlari reaksiya intensivligini susaytiradi, biroq bu jarayon yangi qimmatli izotoplarning vujudga kelishida muhim ahamiyatga ega. Zanjir reaksiyaga yaroqsiz bo‘lgan neytronlarning uran  va toriy izotoplari tomonidan qamrab olinishi o‘z navbatida qimmatli yadro yonilg‘isi bo‘lgan plutoniy  va uran izotoplarini hosil qiladi.

(8))

(9)

Bu ikkala reaksiya jarayoni yadro yonilg‘isini qayta hosil qilishning real imkoniyatlarini ochib beradi. Tabiiy sharoitda uchraydigan  – toriy va uran , izotoplari yonilg‘i vazifasini o‘tashi mumkin. Bulardan birinchi ikkitasi zanjir reaksiyada qatnashmasada, ular (8) va (9) reaksiyalar asosida yadro yonilg‘isi vazifalarini bajaruvchi sifatida qo‘llaniladi.