Валерий Легасов: Высвечено Чернобылем

ЗАМЕДЛИТЕЛЬ НЕЙТРОНОВ, замедлитель – материал, применяемый в ядерных реакторах для замедления нейтронов деления. Нейтроны, образовавшиеся в результате деления ядер урана, обладают высокой кинетической энергией, соответствующей скоростям порядка 20 тыс. км/с. При таких скоростях вероятность нейтрона провзаимодействовать со следующим ядром урана и вызвать его деление крайне мала. С уменьшением скорости нейтрона вероятность его взаимодействия с ядром увеличивается. Т. е. снижение скорости нейтронов деления является одним из условий осуществления самоподдерживающейся цепной ядерной реакции в природном или в слабообогащенном уране. Снижение скорости может быть достигнуто, если организовать прохождение нейтронов через вещество, соударяясь с ядрами атомов которого нейтроны теряют свою энергию и скорость. Вещества, специально выбираемые для подобного взаимодействия с нейтронами, и являются ЗН. Наиболее распространенные в атомной энергетике ЗН – вода и графит.

При выборе в качестве ЗН графита реактор по конструктивной схеме создается как канальный реактор, при выборе воды – как реактор корпусного типа (см. Корпусной реактор), чаще всего – как ВВЭР. В последнем случае вода одновременно выполняет и роль теплоносителя.

ИЗОТОПЫ – разновидности атомов одного и того же химического элемента, отличающиеся друг от друга по массе и по ядерно-физическим свойствам. Признаком, делающим каждый данный химический элемент самим собой и отличающим его от других элементов, является значение электрического заряда атомного ядра, зарядовое число ядра, обычно обозначаемое как Z. Так, заряд ядра химического элемента № 1, водорода, равен единице (Z=1), заряд ядра гелия – 2 (Z=2), лития – 3 (Z=3) и т. д. Зарядовые числа образуют последовательность, где каждое последующее число больше предыдущего на единицу. Последний в последовательности из наблюдаемых в природе химических элементов – уран с зарядовым числом, равным 92. Зарядовое число определяет место каждого данного элемента в периодической системе, т. е. его порядковый, атомный номер. Для каждого химического элемента атомный номер равен зарядовому числу. Для каждого из И. данного химического элемента зарядовое число и атомный номер одинаковы. Зарядовое число, в свою очередь, определяется количеством находящихся в ядре протонов – носителей единичного элементарного электрического заряда. Суммарный электрический заряд ядра, т. е. зарядовое число и атомный номер, таким образом, равен числу находящихся в ядре протонов.

Наряду с положительно заряженными протонами в ядре присутствуют электрически нейтральные частицы – нейтроны. Сумма числа протонов и нейтронов определяет массовое число ядра, обычно обозначаемое как A. Если обозначить число нейтронов в ядре как N, то A=Z+N. Для большей части химических элементов, каждый из которых однозначно определяется числом протонов и тем самым – номером в периодической системе, – возможно разнообразие массовых чисел, т. к. в ядре атома данного элемента может быть разное число нейтронов.

Так, для водорода число протонов равно единице, а число нейтронов может быть равно либо нулю, либо одному, либо двум. Соответственно, массовые числа ядер водорода могут быть равны единице (один протон), двум (протон плюс нейтрон) или трем (один протон плюс два нейтрона). Эти разновидности атомов водорода, отличающиеся по массе, но имеющие одинаковый электрический заряд, и называются И. водорода. Тот или иной И. принято именовать названием рассматриваемого элемента с добавлением значения массового числа: водород-1 (легкий водород), водород-2 (тяжелый водород, он же дейтерий), водород-3 (сверхтяжелый водород, он же тритий).

От массовых чисел зависят ядерно-физические свойства И.: ядра легкого водорода и дейтерия стабильны, ядра трития подвержены радиоактивному распаду.

Для урана при зарядовом числе и, соответственно, при числе протонов в ядре, равным 92, число нейтронов может быть равно 142, 143 и 146; т. е. массовые числа могут быть равны 234 (уран-234), 235 (уран-235) и 238 (уран-238). И. уран-235 является единственным в природе материалом, в массе которого возможна самоддерживающаяся цепная реакция деления. Из урана-238 при облучении его нейтронами может быть получен не наблюдаемый в природе химический элемент – плутоний.

Примеры первых восьми химических элементов и урана с их природными изотопами приведены в таблице.

Близким по значению к понятию И. является понятие нуклид. В записях В.А. Легасова это фактически синонимы.

Таблица 1. Природные изотопы некоторых химических элементов.