www.wikidata.uk-ua.nina.az
U yadernij tehnici mittyeva kritichnist opisuye podiyu yadernogo podilu v yakij kritichnist porig dlya eksponencialno zrostayuchoyi lancyugovoyi reakciyi yadernogo podilu dosyagayetsya lishe za dopomogoyu mittyevih nejtroniv nejtroniv yaki vivilnyayutsya negajno v reakciyi podilu i ne zalezhit vid zapiznilih nejtroniv nejtroni sho vidilyayutsya pri podalshomu rozpadi ulamkiv podilu V rezultati mittyeva nadkritichnist viklikaye nabagato bilsh shvidke zrostannya shvidkosti vidilennya energiyi nizh inshi formi kritichnosti Yaderna zbroya zasnovana na mittyevij kritichnosti todi yak bilshist yadernih reaktoriv pokladayutsya na zapiznili nejtroni dlya dosyagnennya kritichnosti Zmist 1 Kritichnist 2 Kritichnist proti mittyevoyi kritichnosti 3 Yaderni reaktori 3 1 Incidenti mittyevoyi kritichnosti 4 Spisok avarij mittyevoyi kritichnosti 5 Yaderna zbroya 6 Div takozh 7 Primitki 8 PosilannyaKritichnist red Dokladnishe Kritichna masaZbirka ye kritichnoyu yaksho kozhna podiya podilu viklikaye v serednomu rivno odnu dodatkovu taku podiyu v bezperervnomu lancyuzhku Takij lancyug ye samopidtrimuyuchoyu lancyugovoyu reakciyeyu podilu Koli atom uranu 235 U 235 zaznaye podilu yadra vin zazvichaj vidilyaye vid odnogo do semi nejtroniv v serednomu 2 4 U cij situaciyi zbirka ye kritichnoyu yaksho kozhen vivilnenij nejtron maye 1 2 4 0 42 42 jmovirnosti sprichiniti inshu podiyu podilu a ne buti poglinutim u podiyi zahoplennya koli ne vidbuvayetsya podilu abo pokinuti aktivnu zonu Serednya kilkist nejtroniv yaki viklikayut novi podiyi podilu nazivayetsya efektivnim koeficiyentom rozmnozhennya nejtroniv zazvichaj poznachayetsya simvolom k Koli k dorivnyuye 1 zbirka nazivayetsya kritichnoyu yaksho k menshe 1 zbirka nazivayetsya pidkritichnoyu a yaksho k bilshe 1 zbirka nazivayetsya nadkritichnoyu Kritichnist proti mittyevoyi kritichnosti red U nadkritichnij zbirci kilkist podiliv za odinicyu chasu N razom z viroblennyam energiyi eksponencijno zbilshuyetsya z chasom Naskilki shvidko vono roste zalezhit vid serednogo chasu T yakij potriben dlya togo shob nejtroni vivilneni v rezultati podilu viklikali she odin podil Shvidkist zrostannya reakciyi viznachayetsya yak N t N 0 k t T displaystyle N t N 0 k frac t T nbsp Bilshist nejtroniv sho vivilnyayutsya v rezultati podilu ye timi yaki vivilnyayutsya pid chas samogo podilu Voni nazivayutsya mittyevimi nejtronami voni vrazhayut inshi yadra i viklikayut dodatkovi podili protyagom nanosekund serednij chasovij interval vikoristanij vchenimi v Manhettenskomu proekti stanoviv odin shejk abo 10 ns Nevelikim dodatkovim dzherelom nejtroniv ye produkti podilu en Deyaki yadra sho utvoryuyutsya v rezultati podilu ye radioaktivnimi izotopami z korotkim periodom napivrozpadu i yaderni reakciyi sered nih vivilnyayut dodatkovi nejtroni pislya trivaloyi zatrimki do kilkoh hvilin pislya pochatkovoyi podiyi podilu Ci nejtroni yaki v serednomu stanovlyat menshe odnogo vidsotka vid zagalnoyi kilkosti nejtroniv sho vidilyayutsya pri podili nazivayutsya zapiznilimi nejtronami Vidnosno povilnij masshtab chasu protyagom yakogo z yavlyayutsya zapiznili nejtroni ye vazhlivim aspektom dlya proektuvannya yadernih reaktoriv oskilki dozvolyaye kontrolyuvati riven potuzhnosti reaktora za dopomogoyu postupovogo mehanichnogo ruhu strizhniv keruvannya Yak pravilo strizhni keruvannya mistyat nejtronni otruti rechovini napriklad bor abo gafnij yaki legko zahoplyuyut nejtroni ne viroblyayuchi zhodnih dodatkovih yak zasib zmini k Za vinyatkom eksperimentalnih impulsnih reaktoriv yaderni reaktori rozrahovani na robotu v kritichnomu rezhimi iz zatrimkoyu i zabezpecheni sistemami bezpeki yaki zapobigayut yih shvidkomu dosyagnennyu kritichnosti U vidkladeno kritichnij zbirci zapiznili nejtroni neobhidni shob zrobiti k bilshim za odinicyu Takim chinom u chasi mizh poslidovnimi pokolinnyami reakciyi perevazhaye chas T neobhidnij dlya vivilnennya zapiznilih nejtroniv poryadku sekund abo hvilin Tomu reakciya bude narostati povilno z dovgoyu postijnoyu chasu Ce dosit povilno shob dozvoliti keruvati reakciyeyu za dopomogoyu elektromehanichnih sistem keruvannya takih yak strizhni keruvannya i vidpovidno vsi yaderni reaktori rozrobleni dlya roboti v rezhimi iz vidkladenoyu kritichnistyu Navpaki kritichna zbirka nazivayetsya mittyevo kritichnoyu yaksho vona kritichna k 1 bez bud yakogo vnesku vid zapiznilih nejtroniv i mittyevo nadkritichnoyu yaksho vona nadkritichna shvidkist podilu zrostaye eksponencialno k gt 1 bez bud yakogo vnesku zapiznilih nejtroniv U comu vipadku chas mizh poslidovnimi pokolinnyami reakciyi T obmezhenij lishe shvidkistyu podilu mittyevimi nejtronami i zbilshennya reakciyi bude nadzvichajno shvidkim viklikayuchi shvidke vidilennya energiyi protyagom kilkoh milisekund Mittyevo kritichni zbirki stvoryuyutsya za proektom yadernoyi zbroyi ta deyakih specialno rozroblenih doslidnickih eksperimentiv Riznicya mizh mittyevim nejtronom i zapiznilim nejtronom pov yazana z dzherelom z yakogo nejtron buv vipushenij v reaktor Nejtroni pislya vivilnennya ne mayut zhodnoyi riznici krim energiyi chi shvidkosti yaki yim peredali Yaderna zbroya v znachnij miri pokladayetsya na mittyevu nadkritichnist dlya otrimannya visokoyi pikovoyi potuzhnosti za chastki sekundi todi yak yaderni energetichni reaktori vikoristovuyut vidkladenu kritichnist shob viroblyati kontrolovani rivni potuzhnosti protyagom misyaciv abo rokiv Yaderni reaktori red Shob rozpochati kerovanu reakciyu podilu zbirka povinna buti vidkladeno kritichnoyu Inshimi slovami k maye buti bilshe 1 nadkritichnist ne peretinayuchi porig mittyevoyi kritichnosti V yadernih reaktorah ce mozhlivo zavdyaki zapiznilim nejtronam Oskilki potriben deyakij chas persh nizh ci nejtroni viprominyuyutsya pislya podiyi podilu mozhna keruvati yadernoyu reakciyeyu za dopomogoyu strizhniv keruvannya Stacionarnij reaktor postijnoyi potuzhnosti pracyuye tak sho vin ye kritichnim cherez zapiznili nejtroni ale ne buv bi takim bez yihnogo vnesku Pid chas postupovogo i navmisnogo zbilshennya rivnya potuzhnosti reaktora reaktor perebuvaye u vidkladeno nadkritichnomu stani Eksponencialne zbilshennya aktivnosti reaktora ye dosit povilnim shob dozvoliti kontrolyuvati koeficiyent kritichnosti k vstavlyayuchi abo vijmayuchi strizhni z materialu sho poglinaye nejtroni Vikoristovuyuchi oberezhni ruhi strizhnya keruvannya mozhna dosyagti nadkritichnoyi aktivnoyi zoni reaktora bez dosyagnennya nebezpechnogo stanu mittyevoyi nadkritichnosti Pislya togo yak reaktorna ustanovka pracyuye na cilovomu abo proektnomu rivni potuzhnosti yiyi mozhna pidtrimuvati u kritichnomu stani protyagom trivalih periodiv chasu Incidenti mittyevoyi kritichnosti red Yaderni reaktori mozhut buti vrazlivimi do avarij mittyevoyi kritichnosti yaksho vidbuvayetsya znachne pidvishennya reaktivnosti abo k napriklad pislya vidmovi yih sistem upravlinnya ta bezpeki Shvidke nekontrolovane zbilshennya potuzhnosti reaktora v umovah mittyevoyi kritichnosti jmovirno nepopravno poshkodit reaktor a v krajnih vipadkah mozhe porushiti zahisnu obolonku reaktora Sistemi bezpeki yadernih reaktoriv rozrobleni takim chinom shob zapobigti mittyevij kritichnosti a dlya glibokogo zahistu en konstrukciyi reaktora takozh zabezpechuyut bagatosharovu zahisnu obolonku yak zapobizhnij zahid vid bud yakih vipadkovih vikidiv radioaktivnih produktiv podilu Za vinyatkom doslidnickih ta eksperimentalnih reaktoriv lishe u nevelikij kilkosti avarij na reaktorah yak vvazhayut dosyagnuto mittyevoyi kritichnosti napriklad Chornobilska katastrofa SL 1 armiyi SShA ta radyanskij pidvodnij choven K 431 en U vsih cih prikladah nekontrolovanogo splesku potuzhnosti bulo dostatno shob viklikati vibuh yakij zrujnuvav kozhen reaktor i vipustiv radioaktivni produkti podilu v atmosferu U Chornobili v 1986 roci pogano vivchenij pozitivnij efekt avarijnogo zahistu en prizviv do peregrivu aktivnoyi zoni reaktora Ce prizvelo do rozrivu palivnih elementiv i vodoprovidnih trub viparovuvannya vodi parovogo vibuhu en ta rozplavlennya aktivnoyi zoni Rozrahunkovi rivni potuzhnosti do incidentu pripuskayut sho vin perevishiv 30 GVt sho v desyat raziv perevishuye maksimalnu teplovu potuzhnist u 3 GVt 2000 tonna krishka kameri reaktora bula pidnyata v rezultati parovogo vibuhu Oskilki reaktor ne buv sproektovanij iz zahisnoyu budivleyu zdatnoyu vtrimati cej katastrofichnij vibuh avariya prizvela do vikidu velikoyi kilkosti radioaktivnogo materialu v navkolishnye seredovishe U dvoh inshih incidentah reaktorni ustanovki vijshli z ladu cherez pomilki pid chas zupinki na tehnichne obslugovuvannya sho bulo sprichineno shvidkim i nekontrolovanim viluchennyam prinajmni odnogo strizhnya keruvannya SL 1 buv prototipom reaktora priznachenogo dlya vikoristannya armiyeyu SShA u viddalenih polyarnih miscyah Na zavodi SL 1 u 1961 roci reaktor buv perevedenij iz zupinki do stanu mittyevoyi kritichnosti vruchnu cherez zanadto daleko vityagnutij centralnij strizhen keruvannya Oskilki voda v yadri shvidko peretvoryuvalasya na paru i rozshiryuvalasya vsogo za kilka milisekund korpus reaktora vagoyu 12 tonn pidskochiv na 2 77 m zalishayuchi vidbitki na steli vishe 1 2 Usi troye cholovikiv yaki vikonuvali proceduru tehnichnogo obslugovuvannya pomerli vid travm 1100 kyuri produktiv podilu bulo vivilneno oskilki chastini aktivnoyi zoni buli vikinuti Na rozsliduvannya avariyi ta ochishennya miscya znadobilosya 2 roki Nadlishok mittyevoyi reaktivnosti aktivnoyi zoni SL 1 buv rozrahovanij u zviti 1962 roku 3 Chastka zapiznilih nejtroniv u SL 1 bula 0 70 Perekonlivi dokazi pokazali sho zbij SL 1 buv viklikanij chastkovim viluchennyam centralnogo strizhnya keruvannya Reaktivnist pov yazana z vityaguvannyam cogo odnogo strizhnya na 20 dyujmiv bula ocinena yak 2 4 dk k sho bulo dostatno shob viklikati mittyevu kritichnist na 4 milisekundnij period U rezultati avariyi na reaktori K 431 pid chas zapravki zaginulo 10 osib Vibuh K 431 znishiv susidni mashinni primishennya ta rozirvav korpus pidvodnogo chovna U cih dvoh katastrofah reaktorni ustanovki perejshli vid povnogo zupinki do nadzvichajno visokogo rivnya potuzhnosti za chastki sekundi cherez sho poshkodilis i ne pidlyagali remontu Spisok avarij mittyevoyi kritichnosti red Nizka doslidnickih reaktoriv i viprobuvan navmisno pereviryali robotu reaktornoyi ustanovki yaka mittyevo kritichna Eksperimenti CRAC en KEWB SPERT I en Pristrij Godiva en ta BORAX en spriyali comu doslidzhennyu Prote takozh bagato avarij nasampered pid chas doslidzhen i pererobki yadernogo paliva SL 1 ye pomitnim vinyatkom Navedenij nizhche spisok adaptovanij zi zvitu podanogo u 2000 roci grupoyu amerikanskih i rosijskih vchenih yadernikiv yaki vivchali avariyi kritichnosti opublikovanogo Los Alamosskoyu naukovoyu laboratoriyeyu miscem roztashuvannya bagatoh ekskursij 4 Tipova zmina potuzhnosti stanovit priblizno 1 x 10 17 podiliv Naukova laboratoriya Los Alamosa 21 serpnya 1945 roku Naukova laboratoriya Los Alamosa 21 travnya 1946 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya gruden 1949 r 3 abo 4 h 10 16 podiliv Los Alamoska nacionalna laboratoriya 1 lyutogo 1951 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya 18 kvitnya 1952 roku Argonska nacionalna laboratoriya 2 chervnya 1952 roku Nacionalna laboratoriya Ouk Ridzh 26 travnya 1954 roku Nacionalna laboratoriya Ouk Ridzh 1 lyutogo 1956 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya 3 lipnya 1956 r Los Alamoska nacionalna laboratoriya 12 lyutogo 1957 roku Virobniche ob yednannya Mayak 2 sichnya 1958 roku Zavod Oak Ridge Y 12 16 chervnya 1958 r mozhlivo Los Alamoska nacionalna laboratoriya avariya kritichnosti Sesila Kelli en 30 grudnya 1958 r SL 1 3 sichnya 1961 r 4 x 10 18 podiliv abo 130 megaDzhs 36 kWh Himichnij zavod v Ajdaho 25 sichnya 1961 roku Los Alamoska nacionalna laboratoriya 11 grudnya 1962 roku Vserosijskij naukovo doslidnij institut eksperimentalnoyi fiziki Sarov Arzamas 16 11 bereznya 1963 roku Raketnij poligon White Sands 28 travnya 1965 roku Nacionalna laboratoriya Ouk Ridzh 30 sichnya 1968 roku Chelyabinsk 70 5 kvitnya 1968 roku Aberdinskij viprobuvalnij poligon 6 veresnya 1968 roku Virobniche ob yednannya Mayak 10 grudnya 1968 r Kurchatovskij institut 15 lyutogo 1971 r Zavod himichnoyi pererobki Ajdaho 17 zhovtnya 1978 r duzhe mittyevo kritichno Radyanskij pidvodnij choven K 431 radiacijna avariya v buhti Chazhma 10 serpnya 1985 roku Chornobilska katastrofa 26 kvitnya 1986 roku Sarov Arzamas 16 17 chervnya 1997 roku Palivnij zavod JCO 30 veresnya 1999 rokuYaderna zbroya red Dokladnishe Konstrukciya yadernoyi zbroyiU rozrobci yadernoyi zbroyi navpaki dosyagnennya mittyevoyi kritichnosti ye vazhlivim Spravdi odna z problem proektuvannya yaku neobhidno podolati pri stvorenni bombi polyagaye v tomu shob stisnuti materiali sho rozsheplyuyutsya dostatno shob dosyagti mittyevoyi kritichnosti persh nizh lancyugova reakciya matime shans viroblyati dostatnyu kilkist energiyi shob sprichiniti nadmirne rozshirennya yadra Tomu garna konstrukciya bombi povinna vigrati gonku do shilnosti mittyevoyi kritichnosti yadra persh nizh mensh potuzhna lancyugova reakciya rozirve yadro ne dozvolyayuchi znachnij kilkosti paliva podilitisya yavishe vidome yak shipinnya Zagalom ce oznachaye sho yaderni bombi potrebuyut osoblivoyi uvagi do sposobu zbirannya yadra yak ot metod imploziyi vinajdenij Richardom Tolmenom Robertom Serberom ta inshimi vchenimi z Kalifornijskogo universitetu v Berkli v 1942 roci Div takozh red Pidkritichnij reaktor Teplovi nejtroni Parovij koeficiyent reaktivnostiPrimitki red Tucker Todd 2009 Atomic America How a Deadly Explosion and a Feared Admiral Changed the Course of Nuclear History New York Free Press ISBN 978 1 4165 4433 3 Stacy Susan M 2000 Chapter 15 The SL 1 Incident Proving the Principle A History of The Idaho National Engineering and Environmental Laboratory 1949 1999 U S Department of Energy Idaho Operations Office s 138 149 ISBN 978 0 16 059185 3 Arhiv originalu za 29 grudnya 2016 Procitovano 8 veresnya 2015 IDO 19313 Arhivovano 27 veresnya 2011 u Wayback Machine Additional Analysis of the SL 1 Excursion Final Report of Progress July through October 1962 November 1962 A Review of Criticality Accidents Los Alamos National Laboratory LA 13638 May 2000 Thomas P McLaughlin Shean P Monahan Norman L Pruvost Vladimir V Frolov Boris G Ryazanov and Victor I Sviridov Posilannya red Nuclear Energy Principles Physics Department Faculty of Science Mansoura University Mansoura Egypt apparently excerpted from notes from the University of Washington Department of Mechanical Engineering themselves apparently summarized from Bodansky D 1996 Nuclear Energy Principles Practices and Prospects AIP DOE Fundamentals Handbook Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Mittyeva kritichnist amp oldid 40621000