7. CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI
2.6.4. Điều kiện duy trì phản ứng dây chuyền
Ở trên, ta đã trình bày phản ứng dây chuyền một cách đơn giản nhưng trong thực
tế thực hiện khó khăn, phức tạp hơn vì các lý do sau:
Không phải mọi neutron đi vào hạt nhân đều gây ra phân hạch, một số chỉ làm cho hạt nhân phát xạ tia gamma mà không phát xạ neutron. Do đó phản ứng dây chuyền
không phải phụ thuộc vào số neutron sinh ra trong phản ứng phân hạch mà phụ thuộc vào “ hệ số tái sản xuất” neutron n, tức là tỷ số giữa neutron sinh ra do phân hạch và số
SVTH: Lê Thị Bé Thơ 19 SP Vật Lý – Công Nghệ
Không phải mọi neutron thứ cấp sinh ra đều được sử dụng, nghĩa là các hạt nhân
uranium khác bắt vào để phân hạch. Vì khối lượng uranium có thể tích nhất định nên một
số neutron đi ra ngoài khối uranium mà không bị bắt. Mặt khác, các neutron thứ cấp
thường có năng lượng lớn, muốn phân hạch xảy ra dễ dàng phải làm chậm neutron trước
khi cho nó gặp hạt nhân uranium. Quá trình làm chậm này kèm theo sự mất một số
neutron.
Trong urani ngoài 235U còn có 238U. Đồng vị thứ hai này bắt neutron nhưng không
phân hạch, nghĩa là không cho neutron thứ cấp. Mặt khác, trong urani cũng như chất làm chậm cũng có tạp chất, các tạp chất này hấp thu mất một số neutron.
Đó là những lý do để chúng ta hiểu rằng tuy phân hạch sinh ra nhiều neutron nhưng phản ứng dây chuyền cũng xảy ra với một điều kiện nhất định.
Bây giờ ta xét điều kiện để duy trì phản ứng dây chuyền.
Hệ số tái sản xuất n là số trung bình neutron thứ cấp sinh ra khi một neutron chậm
bị hạt nhân 235U hấp thụ. Trong quá trình làm chậm một số neutron thứ cấp bị mất đi do
bị hấp thu bởi 238U, bởi tạp chất hoặc đi ra ngoài. Chỉ có p phần biến thành neutron chậm,
nghĩa là ta chỉ có np neutron chậm.
Trong số neutron đã được làm chậm np này thì một phần lại bị hấp thụ bởi 238U, bởi tạp chất, bởi hạt nhân của chất làm chậm. Do đó chỉ còn lại k phần, tức là còn npk đã
được làm chậm bị 235U bắt để phân hạch. Hệ số k gọi là hệ số sử dụng neutron chậm. Như vậy là một neutron, sau một “ mắt” của dây chuyền trở thành npk neutron.
Ở trên ta chỉ mới xét sự phân hạch được gây ra bởi neutron chậm, nhưng trước
khi làm chậm thì đã có một số rất nhỏ neutron nhanh cũng gây ra phân hạch, cho nên tích số npk phải nhân với một hệ số : f= npk =1
Nếu npk >1 thì neutron làm hạt nhân bị phân hạch tăng lên, do đó tích số npk
còn gọi là “ hệ số nhân” neutron.
Vậy : điều kiện để cho phản ứng dây chuyền được duy trì là hệ số nhân ít nhất
phải bằng một (f= npk ).