Tudtad-e, hogy a reaktorban a neutronok dollárban fizetnek?

2023.12.06. 9:55
A mértékegység fedőneve máig használatban van.

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.

Így történt, hogy a láncreakció folyamatát jellemző egyik mennyiség, a reaktivitás mértékegységének nevére a dollárt választották, kisebb „címletére” pedig a centet, a valutához hasonlóan. 


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.

„Titkosításképpen” ez a mértékegység a dollár fedőnevet kapta, ami azóta is használatban van. 


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