Grandininė branduolinė reakcija

Šiam straipsniui ar jo daliai trūksta išnašų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai pridėdami tinkamas išnašas su šaltiniais.

Grandinine branduoline reakcija vadinama tokia branduolinės reakcijos rūšis, kai vienos reakcijos produktai, susidūrę su medžiaga, sukelia tolimesnes reakcijas.

Grandininės branduolinės reakcijos yra itin svarbios, kadangi jomis remiasi branduolinio reaktoriaus konstrukcija, o nekontroliuojama grandininė reakcija yra branduolinio ginklo veikimo pagrindas.

Dažniausiai pasitaiko urano-235 ir plutonio-239 reakcijos:

${\displaystyle {}^{235}U+n\to RP+{\mbox{nuo }}1{\mbox{ iki }}3n+180MeV}$

${\displaystyle {}^{239}Pu+n\to RP+{\mbox{nuo }}1{\mbox{ iki }}3n+200MeV}$

RP šiose lygtyse žymi reakcijos produktus, kurie yra įvairūs lengvesniųjų elementų branduoliai.

Kad tokia reakcija galėtų vykti, reikalinga tam tikra pradinė medžiagos masė, vadinama kritine mase. Kritinė masė priklauso nuo branduolio savybių (tankio, formos ir kt.). Esant kritinei masei, susidaro pakankamai reakcijos produktų, galinčių inicijuoti tolimesnes reakcijas.

Subkritinės masės pavertimas kritine

Kritinę masę galima sumažinti apsupant bandinį neutronus atspindinčiomis medžiagomis arba padidinant jo tankį (pavyzdžiui, suspaudžiant jį paprastos sprogstamosios medžiagos užtaisu ar suartinant jo dalis tarpusavyje). Ji taip pat sumažėja pašalinus iš bandinio neutronus sugeriančias medžiagas ar dalis (pavyzdžiui, reaktoriaus stabdymo strypus).

Branduoliniam ginklui svarbu jog grandininės reakcijos metu stipri jėga laikytų sistemos dalis kartu trumpą, bet būtiną laiką. Kitaip bandinys išlaksto į dalis neišsiskiriant labai daug energijos: įvyksta branduolinis sprogimas, bet ne toks sprogimas koks pasiekiamas atominės bombos sprogimo metu.