Количество испускаемых U. быстрых нейтронов Пусть в топливе поглотилось N тепловых нейтронов. Ясно, что не всякое поглощение приводит к делению и испусканию новых быстрых нейтронов.
Введем величину (тэф равную количеству вторичных нейтронов деления на один тепловой нейтрон, поглощенный в топливе. Ясно, что (тэф тем больше, чем выше доля U235 в топливе. 3.3 Жизненный цикл нейтронов Рассмотрим жизненный цикл нейтронов в тепловом ЯР, активная зона которого бесконечна и гомогенна. Пусть на некотором этапе цепной реакции в рассматриваемой среде присутствует N1 быстрых нейтронов деления 1 поколения. За счет взаимодействия с ядрами U238 под порог деления этих ядер (1 МэВ) уйдет ( N1 нейтронов (( - коэффициент размножения на быстрых нейтронах). В результате рассеяния на ядрах среды эти нейтроны будут замедляться и попадут в область промежуточных энергий.
Миновать эту область, избежав поглощения ядрами U238 удастся ( ( N1 нейтронам (( - вероятность избежать радиационного захвата). Часть из этих нейтронах, которые теперь стали тепловыми, захватится в топливе. Количество захваченных в топливе нейтронов будет равно ( ( ( N1 (( - коэффициент теплового использования). Некоторые из нейтронов, захваченных в топливе инициируют деление ядер U235 и появление новых быстрых нейтронов. Количество нейтронов второго поколения N2 = (тэф ( ( ( N1. Итак, мы видим, что реакция действительно является самоподдерживающейся и циклической.
Цикл жизни нейтронов схематично представлен на рис. 4. На данной схеме, в отличие от вышеприведенного описания рассмотрение начинается со стадии тепловых нейтронов. Можно вывести коэффициент размножения нейтронов в бесконечной гомогенной среде: K( = Ni+1/Ni = (тэф ( ( ( - формула 4-х сомножителей.
Для конечных сред можно ввести коэффициент Kэф = (тэф ( ( ( P, где P - вероятность избежать утечки. На этом рассмотрение физических основ протекания цепной ядерной реакции в ЯР можно завершить. Используя описанную цепную ядерную реакцию, можно переводить энергию из формы энергии связи частиц в ядре в кинетическую энергию движения частиц, то есть в тепло. Как уже отмечалось ранее основную трудность представляет собой не организация цепной реакции, а получение чистых делящихся веществ и другие технические и технологические нюансы ядерной энергетики. 4.