* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

1083 ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ—ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС 1084 Лит.: Экспериментальная ядерная физика, под ред. Э. Сегре, пер. с англ,, т. 2, М., 1956; S e g r e Е . , Nuclei and particles, N. У . , 1964; Г о л ь д а н с к и й В . И . , Л е й к и н Е. М., Превращения атомных ядер,М., 1958. Е. М. Лейкип. ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ Р Е А К Ц И И — разветвлен­ ные ц е п н ы е р е а к ц и и д е л е н и я т я ж е л ы х я д е р н е й т р о ­ нами, в процессе к-рых возрастает число нейтронов и возникает самоподдерживающийся процесс деления. К а к и в с я к и е р а з в е т в л е н н ы е цепные реакции, Я . ц. р . — экзотермические. Огромные масштабы выделяющейся энергии обусловливают практическое использование Я . ц . р . к а к и с т о ч н и к а а т о м н о й э н е р г и и (см. Ядерная энергия). Реальные условия протекания Я . ц. р. определяются соотношением вероятностей процессов разветвления р е а к ц и и и ее о б р ы в а . П р е о б л а д а н и е р а з в е т в л е н и я обес­ печивает самоподдерживающийся цепной процесс, пре­ о б л а д а н и е обрыва о з н а ч а е т отсутствие Я . ц . р . К р а з ­ в е т в л е н и ю цепей в Я . ц . р . п р и в о д и т л и ш ь д е л е н и е , в то в р е м я к а к о б р ы в ц е п е й (т. е. у н и ч т о ж е н и е н е й т р о н о в без п о я в л е н и я н о в ы х ) м о ж е т п р о и с х о д и т ь п р и р а з л и ч ­ н ы х п о б о ч н ы х я д е р н ы х р е а к ц и я х с я д р а м и к а к самого делящегося вещества, так и др. веществ, присутству­ ю щ и х в системе, где п р о т е к а е т Я . ц . р . , а т а к ж е в с л е д ­ с т в и е в ы л е т а н е й т р о н о в з а п р е д е л ы системы. Х а р а к т е р и с т и к а р а з в и т и я Я . ц . р . в д а н н о й системе — коэфф. р а з м н о ж е н и я к системы, равный отношению числа нейтронов, поглощаемых деля­ щимся веществом в данном и предыдущем з в е н ь я х цепи. Наличие самоподдерживающегося цепного про­ ц е с с а в о з м о ж н о л и ш ь п р и k^i. Системы, в к - р ы х к—1, н а з . к р и т и ч е с к и м и , системы с к>1 — н а д к р и т и ч е с к и м и и с и с т е м ы ск<1 — п о д к р и т и ч е с к и м и ; к сильно з а в и с и т от и з о ­ топного состава, размеров и формы системы, в к-рой осуществляется Я . ц. р . П р и р о д н а я смесь и з о т о п о в U ( ~ 9 9 , 2 8 % U и ~ 0 , 7 1 % U ) п р и любых размерах и форме системы без к . - л . п о с т о р о н н и х д о б а в о к — всегда п о д к р и т и ч е с к а я . Это о б у с л о в л е н о т е м , что н е й т р о н ы д е л е н и я , взаимодействуя с ядрами U , с преобладающей веро­ я т н о с т ь ю не в ы з ы в а ю т н о в ы х а к т о в д е л е н и я , а и с п ы ­ т ы в а ю т н е у п р у г о е р а с с е я н и е , отчего и х э н е р г и я ста­ н о в и т с я н и ж е м и н и м а л ь н о й , необходимой д л я д е л е ­ ния U ( ~ l Мэв). П о э т о м у р а з в и т и е р а з в е т в л е н н о й Я . ц . р . д е л е н и я на б ы с т р ы х н е й т р о н а х в п р и р о д н о м U невозможно. Разветвление начинает преобладать н а д о б р ы в о м ц е п и в п р и р о д н о й смеси и з о т о п о в U л и ш ь при малых энергиях нейтронов, близких к энергии их т е п л о в о г о д в и ж е н и я ( — / а1, необходи­ мого д л я п у с к а р е а к т о р а , и д а л ь н е й ш е е у п р а в л е н и е работой реактора обеспечивается изменением доли нейтронов, поглощаемой у р а н о м путем вывода или ввода в систему у п р а в л я ю щ и х с т е р ж н е й , содержащих поглотители тепловых нейтронов. В нек-рых типах реакторов, с о д е р ж а щ и х изотопы U , U , Р и , и в а т о м н о й бомбе о с у щ е с т в л я е т с я Я . ц . р . на б ы с т р ы х н е й т р о н а х . П р и в з а и м о д е й с т в и и быстрых нейтронов деления с ядрами U , U и Ри п р е о б л а д а ю щ и м в и д о м в з а и м о д е й с т в и я я в л я е т с я де­ ление: упругое и неупругое рассеяние не препятствуют д е л е н и ю этих я д е р , т. к . они м о г у т д е л и т ь с я и нейтро­ н а м и , и с п ы т а в ш и м и р а с с е я н и е и п о т е р я в ш и м и часть э н е р г и и . Е д и н с т в е н н ы й п р о ц е с с о б р ы в а ц е п е й в дан­ ном случае — уход нейтронов за пределы блока из д е л я щ е г о с я в е щ е с т в а . В р е а к т о р а х н а б ы с т р ы х ней­ т р о н а х д е л е н и е п р о и с х о д и т в ц е н т р а л ь н о й з о н е , со­ д е р ж а щ е й у р а н , сильно обогащенный л е г к о деля­ щимися изотопами ( U и U * , Ри ). Вылетающие из активной зоны быстрые нейтроны обычно п о г л о щ а ю т с я р а с п о л о ж е н н ы м и в о к р у г бло­ ками из U или T h , в к-рых происходит образова­ ние соответственно Р и ИЛИ U . Т . о б р . , в р е а к т о ­ р а х на б ы с т р ы х н е й т р о н а х Я . ц . р . п о з в о л я е т осуще­ с т в и т ь р а с ш и р е н н о е в о с п р о и з в о д с т в о д е л я щ и х с я ма­ териалов. В а т о м н о й бомбе п р о и с х о д и т неконтролируемая Я . ц . р . на б ы с т р ы х н е й т р о н а х в б л о к а х и з д е л я щ и х с я материалов— U , U и л и Р и . С о о т н о ш е н и е ве­ р о я т н о с т е й р а з м н о ж е н и я и у х о д а н е й т р о н о в , а сле­ д о в а т е л ь н о и к, у в е л и ч и в а е т с я с у м е н ь ш е н и е м отно­ ш е н и я п о в е р х н о с т и б л о к а к его м а с с е , т . е., п р и з а д а н ­ ных плотности и форме, с увеличением размеров и массы блока. Д л я осуществления неконтролируемой Я . ц . р . на б ы с т р ы х н е й т р о н а х (к>1) необходимо обеспечить п р е в ы ш е н и е м а с с ы д е л я щ е г о с я вещества н а д о п р е д е л е н н ы м к р и т и ч . з н а ч е н и е м , что д о с т и г а е т с я в а т о м н о й бомбе б ы с т р ы м с о е д и н е н и е м н е с к . частей б о м б ы с о б р а з о в а н и е м н а д к р и т и ч . м а с с ы в момент, когда н у ж н о произвести взрыв. 2 3 8 2 3 3 2 3 5 2 3 9 2 3 5 2 3 3 2 3 9 2 3 5 2 3 2 3 9 2 3 8 2 3 2 2 3 9 2 8 3 2 3 3 2 3 5 2 8 9 Лит.: Г л е с с т о н С , Э д л у н д М., Основы теории ядерных реакторов, пер. с англ., м.,1954; С м и т Г. Д., Атом­ ная анергия для военных целей, пер. с англ., М., 1946. Я Д Е Р Н Ы Й М А Г Н И Т Н Ы Й Р Е З О Н А Н С (ЯМР) м е т о д , в основе к - р о г о л е ж и т р е з о н а н с н о е поглощение э л е к т р о м а г н и т н ы х в о л н в е щ е с т в о м в п о с т о я н н о м маг­ н и т н о м п о л е , о б у с л о в л е н н о е я д е р н ы м магнетизмом. Я М Р о т к р ы т в 1946 н е з а в и с и м о д в у м я г р у п п а м и а м е р . ф и з и к о в , в о з г л а в л я е м ы х Ф . Б л о х о м и Е . Перс е л о м . Я в л е н и е Я М Р о б у с л о в л е н о тем, что атомные я д р а м н о г и х э л е м е н т о в имеют момент количества д в и ж е н и я , т. е. в р а щ а ю т с я о т н о с и т е л ь н о собственной о с и , а н а л о г и ч н о в р а щ е н и ю э л е к т р о н а (спин электро­ н а ) . П о с к о л ь к у я д р о и м е е т э л е к т р и ч . з а р я д , вращение в ы з ы в а е т п о я в л е н и е м а г н и т н о г о м о м е н т а . Магнитный момент ц. и момент к о л и ч е с т в а д в и ж е н и я я д р а Р свя­ заны соотношением: (1) Гиромагнитное отношение у п о л о ж и т е л ь н о , если ц. п а р а л л е л е н Р, и о т р и ц а т е л ь н о п р и а н т и п а р а л л е л ь н ы х ц. и Р. М а г н и т н ы е м о м е н т ы а т о м н ы х я д е р в ы р а ж а ю т с я в единицах ядерного магнетона: ц, ^е&/4лЖс== 5,049-10" 0 24 эрг-гаусс" 1 (2) где е — з а р я д э л е к т р о н а , h — п о с т о я н н а я П л а н к а , г М — м а с с а п р о т о н а , а с — с к о р о с т ь света в в а к у у м е . М а г н е т о н Б о р а р , к - р ы й я в л я е т с я е д и н и ц е й измере­ н и я м а г н и т н ы х моментов э л е к т р о н о в , м о ж н о получить и з (2) з а м е н о й м а с с ы п р о т о н а на м а с с у электрона. в