свойств нейтрона более заметен, чем квантовый эффект, приводящий
к увеличению сечений при уменьшении энергии нейтрона. Оба эти
эффекта приводят к тому, что в энергетической зависимости микросе-
чения деления относительно легких изотопов тяжелых ядер с четным
N
практически отсутствует порог (см. рис. 2). Такая закономерность
характерна для всех актинидов — от тория до лоуренсия.
В области быстрых нейтронов, особенно при энергии, превыша-
ющей характерный порог в энергетической зависимости сечения де-
ления (1,4МэВ), для некоторых тяжелых ядер с четным
N
эффект
спаривания практически не оказывает заметного влияния на энергети-
ческую зависимость сечения деления. При
E >
1
,
4
МэВ сечение деле-
ния не зависит от четности или нечетности присоединяемого нейтрона
и можно наблюдать эффект, связанный с перегруженностью ядра про-
тонами, в “чистом виде”. Например, в энергетической зависимости
сечения деления
232
U быстрыми нейтронами имеется максимум при
Е
= 2
МэВ (совпадает со средней энергией нейтронов, рождающихся
при делении), причем этот максимум выше (!), чем сечения деления
основных делящихся нуклидов ядерного реактора при такой энергии —
235
U и
239
Pu с нечетным числом нейтронов. Как результат — для ядер,
перегруженных протонами, минимальная критическая масса (и кри-
тический радиус шара) может оказаться меньше, чем для оружейного
плутония, и даже для изотопно-чистого
239
Pu — основного деляще-
гося нуклида атомной бомбы и быстрых реакторов нового поколения
(таблица). (Исследования проведены по программе MCNP [8] прецизи-
онного нейтронно-физического расчета, реализующей решение газо-
кинетического уравнения переноса нейтронов методом Монте-Карло
при непрерывной зависимости сечений от энергии.) Лишь сильный ра-
диационный фон, создаваемый
232
U (удельная активность составляет
8,3
∙
10
11
Бк/г, а один из нуклидов цепочки распада
232
U —
208
Tl из-
лучает
γ
-кванты с энергией 2,6МэВ), и высокое энерговыделение (с
учетом полной цепи распада
232
U — 8,2738 Вт/г) делают непривле-
кательным этот нуклид для изготовления ядерного оружия. Эти же
свойства препятствуют многократному использованию в реакторах ти-
па ВВЭР ядерного топлива, изготовленного на основе отработавшего
топлива. Однако
232
U вместе с другими отходами ядерной энергетики
можно трансмутировать в бланкете реактора на быстрых нейтронах
или термоядерной установки.
Реакция радиационного захвата нейтрона как фактор, стаби-
лизирующий отношение
N/Z
.
Деление ядер — не единственная воз-
можность стабилизации отношения
N/Z
в тяжелых ядрах, перегру-
женных протонами. Другой эффективный способ — увеличение чи-
сла нейтронов в ядре за счет реакции (
n, γ
)
-радиационного захвата
88
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2011. № 4
