A Отражатель нейтронов - это любой материал, отражающий нейтроны. Это относится к упругому рассеянию, а не к зеркальному отражению. Материалом может быть графит, бериллий, сталь, карбид вольфрама, золото или другие материалы. Отражатель нейтронов может сделать докритическую массу делящегося материала критической или увеличить количество ядерного деления, которое критическая или сверхкритическая масса претерпят. Такой эффект был дважды продемонстрирован в авариях с участием Ядра Демона, подкритической плутониевой ямы, которая стала критической в двух отдельных фатальных инцидентах, когда поверхность ямы на мгновение была окружена слишком большим количеством материала, отражающего нейтроны.
В цепочке уран графит реагирующая котла, критический размер может быть значительно уменьшен путем окружения котла слоем графита, поскольку такая оболочка отражает много нейтронов обратно в котел.
Для обеспечения 30-летнего срока службы ядерный реактор SSTAR требует размещения подвижного отражателя нейтронов над столбом топлива. Медленное движение отражателя вниз по колонне привело бы к сгоранию топлива от верха колонны к низу.
Отражатель, сделанный из легкого материала, такого как графит или бериллий, также будет служить замедлителем нейтронов, уменьшающим кинетическую энергию нейтронов, в то время как тяжелый такие материалы, как свинец или эвтектика свинец-висмут, будут иметь меньшее влияние на скорость нейтронов.
В энергетических реакторах отражатель нейтронов уменьшает неравномерность распределения мощности в периферийных тепловыделяющих сборках, уменьшает утечку нейтронов и уменьшает обход потока теплоносителя через активную зону. За счет уменьшения утечки нейтронов отражатель увеличивает реактивность активной зоны и снижает количество топлива, необходимого для поддержания критического состояния реактора в течение длительного периода. В легководных реакторах отражатель нейтронов устанавливается для следующих целей:
Подобная оболочка может использоваться для уменьшения критического размера ядерное оружие, но здесь оболочка играет дополнительную роль: его инерция задерживает расширение реагирующего материала. По этой причине такой конверт часто называют тампером . Оружие имеет тенденцию распадаться по мере развития реакции, и это имеет тенденцию останавливать реакцию, поэтому использование тампера делает взрыв более продолжительным, более энергичным и эффективным. Самый эффективный тампер - тот, у которого самая высокая плотность; высокий предел прочности на разрыв не имеет значения, потому что ни один материал не остается неповрежденным под экстремальным давлением ядерного оружия. По совпадению, материалы с высокой плотностью являются отличными отражателями нейтронов. Это делает их вдвойне подходящими для ядерного оружия. Первое ядерное оружие использовало тампер-отражатели из тяжелого урана или карбида вольфрама.
С другой стороны, тяжелый тампер требует большей фугасной системы взрыва. Первичная ступень современного термоядерного оружия может использовать легкий бериллиевый отражатель, который также прозрачен для рентгеновских лучей при ионизации, позволяя выходу энергии первичной обмотки быстро ускользать и использоваться для сжатия вторичной ступени.
Несмотря на то, что вмешательство увеличивает эффективность, как за счет отражения нейтронов, так и за счет задержки расширения бомбы, влияние на критическую массу не так велико. Причина этого в том, что процесс размышлений требует много времени. К тому времени, когда отраженные нейтроны возвращаются в активную зону, цепная реакция проходит несколько поколений, а это означает, что вклад более старшего поколения составляет крошечную часть нейтронной популяции.
На Викискладе есть материалы, связанные с нейтронными отражателями. |