Сибирские огни, 1955, № 5

В чём оно заключается? Как уже ука­ зывалось, попадание нейтрона в ядро урана-238 приводит его в неустойчивое состояние и вызывает ядерное превраще­ ние, при котором образуется новое ядро химического элемента, не встречающего­ ся в природе, — плутония. Плутоний, как и уран-235, способен к реакции де­ ления под действием нейтронов и может быть, в свою очередь, использован как ядерное горючее. Таким образом, ядер­ ное горение в природном уране с замед­ лителем даёт не только медленное осво­ бождение ядерной энергии из урана-235, но одновременно перерабатывает «приме­ си» или уран-238 в новый вид ядерного горючего. «Сгорает» одно горючее и по­ является новое горючее. Второй способ замедления ядерного горения состоит в уменьшении доступа появившихся свободных нейтронов к чи­ стому ядерному горючему. Надо создать такие условия, чтобы из 3 появившихся в результате деления ядра урана-235 нейтронов два нейтрона покинули преде­ лы горючего и только один произвёл бы новое деление ядра. Практически это можно осуществить, если взять водный раствор соли урана-235 и пропускать его через сосуд сферической формы. Подби­ рая соответствующие размеры сосуда, концентрацию раствора и скорость про­ текания раствора, можно добиться, что из 3 нейтронов, появившихся в резуль­ тате деления ядра урана-235, два ней­ трона покинут сосуд, испытывая на сво­ ём пути только столкновения с ядрами кислорода и водорода воды, а третий нейтрон не успеет покинуть пределы со­ суда и столкнётся с ядром урана-235, вызвав его деление. Такая реакция мо­ жет протекать при наличии быстрых нейтронов, не нуждается в замедлителе, не требует, чтобы в состав соли урана входил чистый уран-235. Оба метода получения медленной цеп­ ной реакции (реакция в природном ура­ не на медленных нейтронах с использо­ ванием замедлителя и реакция на быст­ рых нейтронах без замедлителя, но с ис­ пользованием солей чистого урана-235) могут быть использованы для различ­ ных практических целей. После открытия цепной Практическое реакции ядерного горения, ИСядерного Ие естественно, встал вопрос г о р е н и я о практическом использо­ вании освобождающейся при этом энергии. Как уже указывалось, освобождение атомной энергии возможно двумя спосо­ бами: посредством атомного взрыва и при помощи реакции медленного ядерно­ го горения. Оба эти способа могут быть применены в народном хозяйстве. Известно, что в строительной технике широко применяются промышленные взрывы. При помощи взрывов облегчает­ ся сооружение гидроэлектростанций, же­ лезных дорог, каналов и т. д. За послед­ нее время широко стали применяться так называемые направленные взрывы. Располагая взрывчатое вещество в виде системы определённым образом располо­ женных зарядов, можно землю, выбро­ шенную взрывом, направить в определён­ ное место, например, в русло реки, ко­ торую надо перегородить плотиной. Вполне естественно, что для мощных взрывных работ требуется большое коли­ чество обычного взрывчатого вещества. Задача значительно упрощается, если воспользоваться атомным взрывом. Но атомные взрывы имеют ограничен­ ные возможности для применения. Это связано с тем, что при взрыве развива­ ются очень высокие температуры и дав­ ления, которые не выдерживает ни один из существующих материалов. Вот почему наиболее широкое приме­ нение в технике нашёл пока второй спо­ соб освобождения ядерной энергии. Мед­ ленная реакция ядерного горения осуще­ ствляется в специальной установке, по­ лучившей название — урановый котёл, или реактор. Реакторы могут применяться для двух целей: во-первых, на стационарной энер­ гетической установке, преобразующей атомную энергию в электрическую (атом­ ная электростанция), во-вторых, в каче­ стве силовой установки на транспорте. В соответствии с этим существует два типа реакторов: реакторы с замедлите­ лем, работающие на природном уране, и реакторы без замедлителя, работаю­ щие на чистом ядерном горючем (на уране с большим содержанием ура­ на-235 или на плутонии). Рассмотрим прежде всего реактор, работающий на природном уране и при­ меняющийся на атомной электростанции. В качестве ядерно го горючего в таком реакторе применяется чистый природ­ ный уран, получаемый из урановых руд, или же обогащённый уран, который имеет большее процентное содержание урана-235, чем природный уран. В каче­ стве замедлителя в реакторе применяет­ ся или так называемая «тяжёлая вода», в состав которой входит тяжёлый водо­ род (дейтерий) или химически чистый графит. Известно, что ядерное горючее и за­ медлитель должны быть перемешаны. Конструктивно это можно осуществить в виде системы урановых стержней, рас­ положенных определённым образом в графитовом блоке или в баке с тяжёлой водой. Длина и диаметр стержней зави­ сит от особенностей реактора (обычно длина цилиндра 20 сантиметров, а диа­ метр — 2 —3). Чтобы регулировать ско­ рость ядерного горения, необходимо предусмотреть специальное устройство, с помощью которого можно увеличивать или уменьшать поступление нейтронов. С этой целью используют вещество, спо-