управляемая и неуправляемая ядерная реакция

Ответ от Иван Гринишак[гуру]
Дело здесь вот в чем.
Существует закон радиоактивного распада- экспоненциальный закон убывания числа атомных ядер радиоактивного элемента со временем. Он учитывает период полураспада, количество вещества, распавшегося к моменту времени "t" (N) и общее количество вещества (N0). Интересно то, что закон носит вероятностный характер (!), т. к неизвестно точное количество распадающихся частиц в данный момент времени. Если вы интересуетесь, можете посмотреть учебник Колмогорова "Алгебра и начала анализа" за 10-11класс. Этот пример разбирается как отличный показатель решения диф. уравнения.
Ядра делятся спонтанно. Всегда имеются нейтроны, которые способны привести механизм распада ядра в действие. Дело в том, что этих нейтронов слишком мало (происходит захват нейтронов без деления, вылет нейтронов из реакционного объёма) Ядерная реакция характеризуется если так можно выразиться барьером активации. Но когда масса вещества превышает критическую, этот барьер скачкообразно преодолевается, "число нейтронов" становится достаточным для протекания реакции. Управляемая ядерная реакция протекает в том случае, если коэффициент размножения нейтронов равен единице (грубо выражаясь, не растет в геометрической прогрессии) А вот неуправляемая ядерная реакция при коэффициенте размножения нейтронов выше единицы.

Иван Гринишак
Мастер
(1323)
Не совсем так. Для каждого конкретного делящегося вещества, будь то плутоний, церий или уран конкретна. Зависит она также и от размеров и формы делящегося образца, так как они определяют утечку нейтронов из образца через его поверхность. Минимальную критическую массу имеет образец сферической формы, так как площадь его поверхности наименьшая. Критическая масса чистого металлического плутония-239 сферической формы 11 кг (диаметр такой сферы 10 см), урана-235 – 50 кг (диаметр сферы 17 см). Критическая масса также зависит от химического состава образца, от плотности, количества примесей. Отражатели и замедлители нейтронов, окружающие делящееся вещество, могут существенно снизить критическую массу.
А большое количество свободных нейтронов - это скорее следствие, нежели причина.
Главное не допустить лавинообразного роста числа нейтронов, если вы конечно не ставите целью протекание неуправляемого ядерного синтеза.