Цепная реакция
С этого момента начнет протекать цепная реакция деления, сопровождающаяся выделением ядерной энергии. Если продолжать далее вдвигать стержень в полость цилиндра, то количество нейтронов, производящих деление урана, будет возрастать, а вместе с этим будет возрастать и мощность реактора. Очевидно, можно добиться такого положения, чтобы мощность реактора оставалась постоянной. Для этого урановый стержень нужно все время держать в таком положении, чтобы коэффициент размножения нейтронов был равен единице.
Рассмотренная простейшая схема ядерного реактора на чистом делящемся веществе (уране-235 или плутонии-239) обладает существенным недостатком. Регулировка цепной реакции в этом случае с постоянной скоростью затруднена тем, что объем делящегося вещества очень мал. Ведь критический объем, при котором идет цепная реакция, такого полого цилиндра будет меньше 100 см3. Чтобы исключить этот недостаток, можно, не изменяя принципиальной схемы реактора, стержень и полый цилиндр из чистого урана-235 заменить стержнем и полым цилиндром из урана-235 с каким-либо разбавителем, например металлом. В этом случае критический объем увеличится, а вследствие этого облегчится и регулировка мощности реактора. Ядерную энергию урана можно высвободить и без разделения естественного урана на изотопы. Для этого нужно создать условия, при которых возможна цепная реакция в естественном уране. Эти условия состоят в том, чтобы замедлить движение нейтронов. Тогда часть из них не будет захвачена ураном-238, и они смогут вызывать деление ядер урана-235. При этом делении снова получатся нейтроны с большой энергией, и, если их движение замедлить, они вызовут деление новых ядер ура — на-235. Некоторая часть этих нейтронов будет захвачена ураном-238, что приведет к образованию нового элемента—плутония-239. Эта реакция образования плутония, протекающая в реакторе, может быть записана так Следовательно, уран-238, захватывая нейтрон, превращается в изотоп — уран-239, который путем двух последовательных бета-распадов превращается в плутоний. Часть ядер атомов плутония, получаемого таким образом в ядерном реакторе, успевает разделиться, что также сопровождается высвобождением ядерной энергии.
