Делящиеся и сырьевые изотопы

ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО

Делящиеся и сырьевые изотопы

Ядерное топливо – это материал, в котором содержатся какие-либо ядра, способные делиться при взаимодействии с нейтронами различных энергий – медленными (тепловыми, надтепловыми, резонансными), промежуточными, быстрыми.

В природных образованиях имеется только один вид ядер, которые могут делиться под воздействием тепловых нейтронов – это (уран-235; более простое обозначение данного изотопа урана – ). В природном уране на долю приходится примерно 0,7115 % (по массе), ( ) – 0,0054 %, а остальные 99,2831 % – это ( ), для деления которого необходимы быстрые нейтроны с энергией не менее 1,2 МэВ. Если же в ядро попадает тепловой нейтрон, то происходит его поглощение ядром – с образованием и последующей цепочкой радиоактивного распада:

(нептуний) + + .

Цифры над стрелками – это периоды полураспада и соответственно.

Получившийся при этом изотоп плутония ( ) является долгоживущим (период полураспада около 24000 лет) и может делиться на тепловых нейтронах, как и .

Отметим, что при взаимодействии тепловых нейтронов с ядрами и наряду с делением этих ядер имеется также некоторая вероятность захвата нейтронов без деления и (рис. 2.1).

Изотопы и называют делящимися, а изотоп – сырьевым.

В природе имеется в больших количествах торий ( ), который имеет ядерно-физические свойства, аналогичные , и также является сырьевым изотопом. При поглощении тепловых нейтронов он позволяет получить ( ) – еще один, наряду с и , делящийся изотоп. Наконец, к их числу относится и ( ), получающийся при поглощении нейтронов ядрами (без деления) и образующимися при этом ядрами ( ):