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

§ 2. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КРИТИЧНОСТЬ Самоподдерживающаяся цепная реакция деления возможна только тогда, когда количество делящегося вещества равно критической массе или больше ее. Это количество зависит от ряда факторов, которые рассмотрены ниже [21. Форма активной зоны. Форма активной зоны оказывает большое влияние на утечку нейтронов из системы. Известно, что утечка нейтронов будет тем больше, чем больше отношение площади наружной поверхности активной зоны к ее объему. Следовательно, при уменьшении линейных размеров актив­ ной зоны увеличивается доля нейтронов, вылетающих из нее, так как поверх­ ность уменьшается пропорционально квадрату, а объем — пропорционально кубу линейных размеров. Из правильных геометрических тел одинакового объема наименьшим отношением площади наружной поверхности к объему обладает сфера. Поэтому наименьшую критическую массу и критический объем имеют системы с активной зоной в форме сферы. Д л я цилиндрической активной зоны наименьшую критическую массу и критический объем имеет зона в форме примерно равностороннего цилиндра, т. е. цилиндра, у которого высота равна диаметру, а д л я активной зоны в фор­ ме параллелепипеда — в виде куба, так к а к равносторонний цилиндр и куб наиболее близки по форме к сфере. П р и значительном отклонении формы активной зоны от сферической критическая масса и критический объем сильно возрастают. Так, например, для водных растворов урана с водяным отража­ телем, когда отношение высоты к диаметру активной зоны становится равным О, 2 или 4, критическая масса возрастает почти в 1,8 раза по сравнению с кри­ тической массой равностороннего цилиндра. П р и соответствующем радиусе цилиндрической активной зоны или высоте активной зоны в форме плоского слоя утечка нейтронов из системы становится настолько большой, что при дальнейшем уменьшении радиуса или высоты цепная реакция становится невозможной при любом количестве делящегося вещества в системе. Соответ­ ствующий радиус цилиндрической активной зоны называют критическим радиусом бесконечного цилиндра, а высоту активной зоны в форме плоского слоя — критической высотой бесконечного плоского слоя. Действие отражателей. При наличии отражателя часть вылетающих из активной зоны нейтронов возвращается обратно после столкновений с мате­ риалом отражателя. Таким .образом, присутствие отражателя приводит к уменьшению вылета нейтронов из активной зоны, а следовательно, к умень­ шению критических параметров системы. Вылет нейтронов из активной зоны уменьшается при увеличении толщины о т р а ж а т е л я . При этом наиболее эффек­ тивно действует первый слой отражателя толщиной порядка длины миграции быстрого нейтрона в отражателе. Д л я отражателя из воды эта толщина около 6 см, для отражателя из графита примерно 50 см, для бетона около 30 см. Дальнейшее увеличение толщины отражателя приводит к незначительному уменьшению критических параметров. Рассмотрим две критические системы, у которых активные зоны имеют форму сфер, причем составы активных зон у обеих систем одинаковы. Системы различаются тем, что одна из них имеет отражатель, а другая нет. Тогда вследствие наличия отражателя критический радиус активной зоны у первой системы будет на у см меньше, чем у второй. Если отражателем является слой воды толщиной более 20 см, а активная зона заполнена раствором обо­ гащенного урана, величина у равна 3,3 см. Причем значение γ слабо зависит от концентрации урана в растворе при изменении ее в пределах от 20 до 300 г/л. При изменении кривизны поверхности активной зоны величина у изменяется, но при тех радиусах кривизны, которые наиболее часто встречаются на прак­ тике (от 15 см до бесконечности), этим изменением можно пренебречь. При малых толщинах отражателя, например п р и толщине водяного или стального •отражателя менее I см, величина у прямо пропорциональна толщине отра­ жателя 6