ГЛАВА 37. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ. ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Если число вторичных нейтронов, вызвавших деления, больше числа первичных нейтронов, число делящихся ядер будет расти в геометрической прогрессии и произойдет взрыв. При этом в качестве начального нейтрона, выступит какой-либо нейтрон, которые в незначительных количествах всегда существуют вокруг нас. Поскольку относительная доля нейтронов, ушедших через поверхность уменьшается с увеличением объема, то в зарядах достаточно большой массы самопроизвольно развивается цепная реакция. Масса заряда, в котором потери нейтронов через поверхность не мешают развиваться цепной реакции, называется критической. Для критическая масса составляет около 50 кг, для – около 11 кг, для – около 16 кг.

Все эти проблемы (и еще много других) были решены физиками нашей страны в кратчайшие сроки, и спустя несколько лет после окончания войны 29 августа 1949 года был произведен взрыв первой советской атомной бомбы. Позже к «ядерному клубу» (государствам, обладающим ядерным оружием) подключились и другие страны: Англия, Франция, Китай, Израиль, Пакистан, Индия. По мнению ряда политологов, небольшим количеством ядерных зарядов может обладать и Северная Корея.

Пример 37.1. Оценить, какое количество урана участвует в делении при взрыве 20-килотонной бомбы. Энергия, выделяемая при распаде одного ядра , составляет E_U = 3,2·10⁻¹¹ Дж. Энерговыделение при взрыве 1 кг тротила составляет q = 4,2·10⁶ Дж/кг.

Решение. Масса m урана-235 содержит

атомов (и, следовательно, ядер урана). Поэтому при распаде этого количества урана будет выделяться энергия

Приравнивая это соотношение энергии, выделяющейся при взрыве 20 кт тротила (2·10⁷ кг), найдем соответствующую этой энергии массу урана