Maghasadás (fisszió)

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Maghasadás (fisszió)"

Réka Szilágyiné
4 évvel ezelőtt
Látták:

2 Maghasadás (fisszió) Hahn, Strassmann, Meitner neutronbesugárzásos kísérletei U magon új reakciótípus (maghasadás) Azóta U, Th, Pu (7 izotópja) hasadási sajátságait vizsgálták részletesen. Értelmezés: folyadékcseppmodell + magreakciók közbenső magmodell Az 236 U-közbenső mag ( 235 U+n) erősen gerjesztett állapotban, mint egy folyadékcsepp egyensúlyi állapota körül vibrációs mozgást végez, (alapállapotban a 236 U alfa-bomló). A mozgás amplitúdója nő a maganyag két részre szeparálódik (esetenként háromra)

3 átlagos száma: 2,4 Hasadványok jellemzői: közepes A, neutronfelesleg, β-bomlók ns/nuclear_fission/index.html

4 A hasadási termékek tömegeloszlása [Ref. 3.]

5 A maghasadás potenciálgátja hasadási küszöb A neutron kötési energiája fedezi a hasadás aktiválási energiáját 235 U esetén

6 (0,7%) 235 U Közbenső mag ps-ps (99,3%) 238 U Közbenső mag ps-pn

7 A potenciálgáton való átjutást vibrációs mozgás előzi meg: Weizsäcker-képlet: felületi energia-tag nő, Coulomb-tag csökken Az alakváltozás a deformáció (ε) mértékével arányosan változtatja meg a felületi és Coulomb-tag összegét: E Z 3 2 Z = C1 A C2 ε 1 > 49 3 A A Ha E < 0, (tömegdeffektus nő), akármilyen kis ε deformáció energianyereséges, a mag spontán elhasad. Z>136 spontán hasad (természetben nem létezik)

8 A hasadási paraméter értékének növelésével csökken a Coulomb gát értéke csökken a spontán hasadás felezési ideje [Ref. 3.]

9 energianyereség: ~ 2-5 MeV/nukleon Összesen ~ 2 18 MeV energianyereség: ~0,85 MeV/nukleon Összesen ~ 200 MeV

10 anti

11 A neutronok kevesebb, mint 1%-a késleltetve emittálódik. Ez a hasadási termékek béta-bomlásával kapcsolatos [Ref. 3.]

12 A béta-bomlás során keletkező leánymag olyan erősen gerjesztett állapotban keletkezik, ami meghaladja a neutron kötési energiáját a magban neutron emisszió s idő alatt késleltetett neutron emisszió a β-bomlás felezési idejét követi. (Neutron-radioaktivitás) Késő neutron hányad: β = (késő n)/(prompt n) A késő neutronok alapvető szerepet játszanak a reaktorszabályozásban.

A hasadásban prompt emittált (t < 10-16 s) neutronok energiája folytonos eloszlású hasadóanyagonként kismértékben változó (1,4-2 MeV) átlagos energiával.

13 A hasadásban prompt emittált (t < s) neutronok energiája folytonos eloszlású hasadóanyagonként kismértékben változó (1,4-2 MeV) átlagos energiával. A hasadási neutronokat le kell lassítani moderátor: jó lassítóképesség, kis abszorpció. Láncreakció: a hasadási neutronok közül legalább egy újabb hasítást hozzon létre. Neutron sokszorozási tényező: N i+ 1 keff = Ni N i az i-edik generációban maghasadást okozó neutronok száma

15 [Ref. 3.]

16 f: a termikus n-k azon hányada, amelyet U nyel el, és hasadáshoz vezet ν: a termikus hasadásban átlagosan keletkező szekunder n-k száma rezonanciakikerülés valószínűsége: p gyorshasításban keletkezett neutronok száma egy primer neutronra vonatkoztatva: ε A bemenő N 0 számú hasadási neutronból N 0 ε p f ν számú hasadási neutron lesz.

17 k = ε p f ν négytényezős formula Négytényezős formula végtelen méretű rendszerre vonatkozik k k eff = P (P: neutronmegszökés elkerülésének a valószínűsége) Kritikus állapot: k eff =1 Reaktivitás: kritikus állapottól való eltérés ρ=(k eff -1)/k eff k eff növelése: kiszökés csökkentése (nagy méret), neutronok lassítása, elnyelődés csökkentése, dúsítás

18 Az utolsó gyakorlati óra témája és a tételsor része: Termikus reaktorok felépítése, szabályozás, reaktorbiztonság (promptkritikusság, alul-moderáltság). _Reaktor_uzemeltetesi_gyakorlat_01.pdf

Hasonló dokumentumok

Mag- és neutronfizika 9. elıadás

Mag- és neutronfizika 9. elıadás 9. elıadás mlékeztetı: Atommagok kötési energiája (Weizs( Weizsäcker) Z ( Z ) B bv A bf A bc b + b A A P δ A A B ε (egy nukleon átlagos energiája) A A (energia kötési energia)