Grandininė branduolių dalijimosi reakcija

Šia reakcija, atrasta 1933 metais, yra pagrįsta visa branduolinės energetikos pramonė. Pagrindinis grandininės branduolių dalijimosi reakcijos pranašumas prieš bet kurią cheminę reakciją yra didžiulis energijos kiekis, išsiskiriantis dalijantis branduoliams Energija siekia iki kelių šimtų MeV (1 MeV (vienas millijonas elektronvoltų) = 1,609 x 10 -13 J). Palyginimui - cheminių reakcijų metu išsiskiria vos kelios dešimtys eV energijos.

Grandininė branduolių dalijimosi reakcija vyksta tada, kai vienas branduolio dalijimasis sukelia kitų branduolių dalijimąsi, šie dalijimaisi - dar kitus ir t. t. Tipinė branduolio dalijimosi reakcija yra 235U sąveika su neutronu:
²³⁵U + n → dalijimosi produktai + 2 arba 3 neutronai + 200 MeV. Jeigu po pirmo dalijimosi akto neutronai pataiko į ²³⁵U branduolius, vyksta II dalijimosi eilė, susidaro neutronai, sukeliantys III dalijimosi eilę ir t.t. Taip grandininė reakcija vyksta savarankiškai.

Grandininė branduolių dalijimosi reakcija

Branduoliniuose reaktoriuose grandininės reakcijos yra kontroliuojamos absorbuojant po reakcijų atsiradusius laisvuosiuos neutronus. Tam, kad grandininė reakcija vyktų stabiliai ir dalijimųsi metu išsiskirtų pastovus energijos kiekis, neutronų daugėjimo koeficientas k turi būti lygus 1. Neutronų daugėjimo koeficientas yra vidutinis po vieno skilimo atsiradusių neutronų, kurie sukelia kitus dalijimusis, skaičius. k=1 reiškia, jog kiekvienas dalijimasis vidutiniškai sukelia vieną dalijimąsi. Branduoliniame reaktoriuje k visada yra šiek tiek didesnis už vienetą. Kai k<1, grandininė branduolių dalijimosi reakcija užgęsta.

Svarbu paminėti, jog dėl branduoliniuose reaktoriuose naudojamo mažai sodrinto urano, atominėje elektrinėje neįmanoma sukelti sprogstamosios grandininės reakcijos, kuri yra pagrindinė branduolinio ginklo veikimo sąlyga.