Охота за атомной бомбой | страница 35



В справке используется несколько терминов из ядерной физики, которые необходимо уточнить, так как в дальнейшем они еще будут встречаться: "критическая масса", "эффективное сечение", "диффузия". Первый термин, введенный Пайерлсом, обозначает минимальное количество урана, необходимое для осуществления цепной реакции. Произвольная масса урана, подвергнутая бомбардировке нейтронами, не обязательно даст взрыв, так как, если ее поверхность достаточно велика по отношению к ее объему, то большое количество нейтронов, высвобожденных в результате деления атомов, может не столкнуться с другими ядрами атомов и, достигнув поверхности этой массы, покинет ее. Когда же поверхность уменьшена по отношению к объему, то есть когда масса плотная, тогда высвобожденные нейтроны имеют больше шансов столкнуться внутри нее с атомными ядрами, прежде чем они покинут эту массу, что увеличивает вероятность возникновения цепной реакции. Именно эта масса и была названа "критической".

Количество нейтронов-"беглецов" можно сократить до минимума, если уран поместить в контейнер из стали или свинца. Вылетевшие через поверхность урана нейтроны отскакивают от внутренней стенки контейнера и вновь возвращаются к его центру, увеличивая таким образом шансы создания критической массы в более ограниченном объеме. Можно сделать контейнер из обычной или тяжелой воды или же из углерода в виде графита, для того чтобы замедлить или ослабить этот процесс. Использование модератора (замедлителя) имеет важное значение для управления процессом деления атомов и получения таким образом взрыва или непрерывного потока энергии, иными словами, атомного оружия или соответственно атомной электростанции.

Термин "эффективное сечение" подразумевает, что не каждое атомное ядро, на которое пришлось столкновение с нейтроном, обязательно дает в результате расщепление. В некоторых случаях оно поглощает нейтрон, отражает или рассеивает его. Вероятность или потенциал реализации каждого из этих трех вариантов - расщепления ядра, поглощения или рассеяния нейтрона называется эффективным сечением. Эффективное сечение атомного ядра изменяется в зависимости от химического элемента, типа его изотопа и скорости нейтронов. Выраженное в долях квадратного сантиметра оно может рассматриваться как размер мишени на данной площади поверхности. Чем больше мишень, тем больше потенциал реализации, и соответственно чем она меньше, тем меньше этот потенциал.