138600. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés energia termelésére az uránium atommagjainak rombolása révén

138600. 3 A berendezés biztonságának növelésére és a legnagyobb teljesítmény elérésére előnyös lehet, ha a találmány értelmében úgy járunk el, hogy még egy bizonyos 5 mennyiségű oly anyagot viszünk be (éspedig esetleg az urániumtömeg belsejébe), mely a termikus neutronok egy részének el nyelérése képes, mely neutronokat az urániumatommagok rombolása révén kapott 10 gyors! neutronok lassításával nyertük. Emellet ezen anyag abszorbeálási együtthatója viszonylag nagyobbá, illetve számottevőbbé válik az uránium elnyelési együtthatójához viszonyítva, ha a hőmérséklet magasabb. 15 Az említett elnyelő (abszorbeáló) elemek megfelelő választása meghatározható abból a táblázatból, amelyet Hermann és Társa Parisban 1938-ban adott ki 26-os szám alatt „Tabües Annuelles de Constantes et 20 Données Numériques de P'hysiaue Nuclease" címmel, a 44/89. és 44/95. számú oldalakon, rnelvek a neutronokra és diffúziós együtthatókra* vona+kozó fedezetben vannak. Nevezetesén lehetővé válik e céil-25 ból a kadnr'umnak vaev a kadmium hidrogénvegvülete'nek a. használata. Az elnyelő elemek bevezethetők tiszta állaootban. tehát bevezethetünk pl. fémes kadnrumot, vagy bevezethetők az e'emek "0 kémiailag kötve, vagyis vegyület alakjában. Ezeknek az elnyelőknek a bevezetése az oldat impregnálásával, por bekeverésével vagy kadmium fémes lemezeinek bevitelé-35 vei hozható létre az uránium-tömeg különböző pontjain, vagy akár bárminő más eszközök révén is. Az uránium-tömegbe vitt lassító elemek és elnyelő elemek mennyisége emellett nem io^neilkulpzheti a divergáló láncok kifejlesztését. Á legnagyobb bevezethető mennyiség megközelítően a következő módon határozható meg: Ha az uránium atomromboló felosztásaíb kor kisugárzott neutronok közepes számát (n)-nel jelöljük, az uránium koncentrációjának, vagyis a köbcentiméterenkénti atomok számának az urániumatom-mag hatásos keresztmetszetével való szorzatát 50 (P)-vel jelöljük (mely keresztmetszet a termikus neutronokkai szentben való felosztás jelensége számára érvényes), ha továbbá (A) azoknak a hasonló szorzatoknak az összege, amelyek a berendezésben .. jelen-55 lévő összes testekre . vonatkoznak, mely testek elnyelő hatásos keresztmetszete a termikus neutronok számára megközelítően úgy változik, mint sebességük megfordított értéke (pl. az uránium és a hidrogén), végül, ha (C) az elnyelő elem pl. kad- 60 miurn számára ez a szorzat, akkor a következő képletet írhatjuk fel: Ez a képlet jelöli meg azokat a határokat, amelyeket az itten homogénnek feltétele- 65 -zett keverékbe bevitt test koncentrációjánál nem szabad túllépni. Nyilvánvaló, hogy a hőmérséklet emelése n'=t csökkenti és azt eredményezheti, hogy ez a mennyiség egynél nagyobb ér- 70 tékről, egynél kisebb értékre változhatik. A bevezetett elnyelő elem mennyisége annál több, minél kisebb hőmérsékleten kívánjuk a stabilizációt. A rombolási láncok kifejlődését ugyancsak ,a használt urá- 75 niurn vagy az urániumvegyület mennyisége befolyásolja. Az urániumtömegen való átdiffundálás közben mindegyik neutron elhagyhatja a berendezést elnyelés nélkül és anélkül, 80 hogy a térben elveszne. Az ,a valószínűség, hogy a neutronok elnyelése az uránium által megtörténik, az uránium-tömeg méretesek növelésével lényegesen megnövelhető. Ennek következtében ha minden más 85 feltétel változatlan marad, az urániumtömeg mennyisége szempontjából kritikus érték létezik, mely alatt a láncok elágazása már nem határozatlan. Mivel ismeretesek már olyan eszközök, amelyekkel a 90 neutronok többszörözhetők, könnyen meg lehet állapítani kísérletek sorozatával, hogy melyik »a (tömegnek ez a kritikus értéke. Ezt a kritikus tömeget csökkenteni lehet, 95 ha az urániumtömeg körül diffundáló testeket helyezünk el többé vagy kevésbbé vastag rétegben, mely testek pl. teljes vagy részleges diffundáló burkolatot létesítenek a tömeg körül. Ez a burkolat a Ián- 100 cok keletkezését elősegíti, mert az uránium-tömeg vagy uránium-tartalmú tömeg felé neutrontöredékeket tud küldeni, amelyek kiszabadultak a burkolatból vagy amelyek ebben a burkolatban keletkezhet- 105 tek. Ezek a diffundáló testek vasból, ólomból, berilliumból (glucinium), kaiciumkarbonátból készülhetnek és vastagságúk a 10 cm-es vastagság többszörösét érheti el. A kritikus tömeget még tovább csök- no . kenthetjük az őit alkotó anyag sűrűségének növelése által. Ugyanis egy bizonyos adott öisszetétel esetén a kritikus, tömeg arányos a sűrűség négyzetének megfordított érié-