Tudtad-e, hogy a reaktorban a neutronok dollárban fizetnek?
Tudtad-e, hogy a reaktorban a neutronok dollárban fizetnek?
A Manhattan-terv idején a fizikusoknak tilos volt a munkájukról a kutatóközponton kívül beszélni. A kíváncsiság és az eltökéltség azonban hajtotta őket szabadidejükben is, ezért fedőneveket kellett kitalálni a fizikai mennyiségekre, hogy bárhol beszélgethessenek az ötleteikről.
A reaktorban az energiafelszabadulással járó atommag-hasadásokból neutronok keletkeznek, melyek további hasadásokat válthatnak ki, és így tovább. A hasadási folyamatok egymást követő láncolatát láncreakciónak hívjuk. Ha hasadási időlépésenként a neutronok száma ugyanannyi a reaktorban (vagyis a keletkező és eltűnő neutronok száma megegyezik), akkor a reaktor az egyensúlyi helyzetében van. Ha a neutronok száma időben nő, akkor a reaktor az egyensúlyi helyzete felett van, a folyamat öngerjesztő.
A hasadási folyamat olyan gyors, hogy még a mai kor irányítástechnikájával sem lehet kézben tartani, mert a másodperc töredéke alatt végbemegy (kb. 10 mikroszekundum alatt). Szerencsénkre a neutronok keletkezhetnek az atommagok hasadásából azonnal vagy kicsit később, a hasadási termékekből is – ők a „notórius késők”. A késő neutronok kulcsfontosságúak ahhoz, hogy a teljesítménynövelés folyamata kézben tartható, vagyis szabályozható legyen. A teljesítményváltozás mértékét jellemző egyik mennyiség a reaktivitás, amely a neutronok számának változását adja meg a pillanatnyi neutronok számához képest. A reaktivitást kifejezhetjük egy, a késő neutronokat is figyelembe vevő mértékegységben, ahol a neutronok számának változását nem az összes pillanatnyi, hanem csak a késő neutronok számához viszonyítjuk.
Ha a reaktor reaktivitása 1 dollár (vagy afeletti), az azt jelenti, hogy a láncreakció önfenntartó a késő neutronok nélkül is. Ez a cél az atombomba detonációjakor. Ha a reaktivitás éppen nulla, akkor a teljesítmény nem változik. A nulla feletti, néhány cent reaktivitású állapotokat használjuk ki a reaktor teljesítményének növelésére. Fontos, hogy jóval 1 dollár alatt legyünk, mert akkor szabályozható a rendszer. A nullánál kisebb, negatív reaktivitású esetekben pedig a teljesítmény csökken, és a reaktor leállítható.
Nukleáris Osztály