Nukleáris láncreakció

Nukleáris láncreakcióról beszélünk, ha egy magreakció terméke újabb magreakciót vált ki. Ez a magreakciók számának exponenciális növekedését eredményezi.

Néhány láncreakció egyenlete:

• U-235 + neutron → kisebb atommagok + 2,52 neutron + 180 MeV
• Pu-239 + neutron → kisebb atommagok + 2,95 neutron + 200 MeV

Az atomerőművekben (és a nukleáris fegyverekben) az urán és a plutónium maghasadásának láncreakcióját alkalmazzák. Lényege az, hogy a maghasadás során felszabaduló 2-3 neutron újabb maghasadást váltson ki. A neutronnal a reaktorban alapvetően 3 dolog történhet:

• újabb maghasadást idéz elő
• egy hasadásképtelen atommag befogja
• elhagyja a reaktor aktív térfogatát

Az egy hasadásból származó neutronok számát, amelyek újabb hasadást váltanak ki, k sokszorozási tényezőnek nevezzük. A fentebb felsorolt folyamatok valószínűségeinek aránya határozza meg a k értékét:

• k < 1 a láncreakció megszűnik – szubkritikus állapot
• k = 1 a láncreakció stacionárius (a másodpercenkénti hasadások száma állandó) – kritikus állapot
• k > 1 a másodpercenkénti hasadások száma exponenciálisan növekszik – szuperkritikus állapot

A láncreakció lehetőségét és esetleges katonai alkalmazását Szilárd Leó magyar származású fizikus fedezte föl 1933-ban.

Források

• SH Atlasz Atomfizika, Springer Hungarica, Budapest, 1995 ISBN 963-8455-67-5

További információk

• Magyarított Java szimuláció a neutronok által fenntartott láncreakcióról. Szerző: Wolfgang Bauer