141914. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés energia előállítására atomok szétbontásával

Megjelent 1953 évi február hó 1-én t _, ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 141.914. SZÁM. 40. c. 17. OSZTÁLY. - C—6037. ALAPSZÁM. Eljárás és berendezés energia előállítására atomok szétbontásával. Commissariat a FEnergie Atomique, Paris, mint a Centre National de la Recherche Scientifique cég, Paris, jogutóda. A bejelentés napja: 1946 augusztus 10. Franciaországi elsőbbsége: 1940 május 1. (A 620—1940. M, E. sz. rend. alapján.) A találmány energia termelésére való eljárás é3 berendezés az urán vagy más hasonló elem atomjainak szétbontása révén. Ismeretes, hogy uránnak neutronokkal való besugárzása ezen anyag atommagjainak rombolását vagy szétbomlását okozza és ez a szétbomlás igen jelentős energia-felszabadítással jár az eljárásban résztvevő urán vagy uránszerü anyagok mennyiségéhez képest. Ez az atomszétbontás új neutronok kisugárzásához vezet, melyek közül egynéhány akkor, amikor más urán-atommagokkal találkozik, a maga részéről újabb szétbontásokat hoz létre. Ilyen módon robbanó természetű láncreakció keletkezik a folyamatban, amely az uránszerű anyag belsejében terjed tovább. Egy ilyen folyamatnak ipari alkalmazása céljából és a felszabadított energia gyakorlati felhasználása végett szükség van arra, hogy a folyamatban résztvevő anyagot olyan feltételeknek vessük alá, amelyek a szétbomlások továbbterjedését biztonságosan megszabják. E célból javasolták már az új neutronok pályájába, azoknak új uránatommagokkal való esetleges találkozási pontja előtt, egy vagy több könnyű vagy nagyon könnyű elemet elhelyezni, így pl. hidrogént, amely víz vagy deutérium alakjában lehet jelen, de előnyösen nehézvíz formájában kerül alkalmazásra, vagy szenet, mely anyagok hatása, hogy a kisugárzott új neutronoknak vagy azok egy részének sebessége az atom-szétbomlások folyamán csökken, olykép, hogy azok ú. n. lassú vagy termikus neutronokká válnak. Ez utóbbiak közelítően jermikus egyensúlyban vannak azzal a környezettel, amelyben hatniok kell. Azt is tudjuk, hogy valamelyik uránatommag szétbontásakor ú. n. gyors neutronok keletkeznek, amelyeknél kisebb annak a valószínűsége, hogy új szétbontásokat létesítenek, mint az ú. n. lassú neutronok. Ismeretes továbbá, hogy egyes elemek erősen elnyelik a neutronokat, ha azok sebessége szűk határok között van és ezek a határok az elnyelő anyagtól függenek, úgy szokták mondani, hogy ezeket a neutronokat rezonancia folytán abszorbeálta az anyag és ezeket a neutronokat gyakran rezonencianeutronoknak nevezik. A találmány olyan eszközöket létesít, amelyek lehetővé teszik, hogy igen előnyösen hassunk a láncreakció keletkezésére az uránszerű anyagban, egy berendezés és eljárás alkalmazásával, melynél az anyag belsejében egy vagy több lassítóelem kerül alkalmazásra. Ezeket a lassító elemeket általában véve az uránszerü anyag belsejében sűrű, uránmentes anyagok éspedig homogén vagy nem homogén anyagok »alakjában helyezzük el. Ezek az anyagok szilárd testekből állhatnak, valamely burkolattal vagy anélkül. Vagy állhatnak folyadékból vagy pl. zárt térben lévő gázokból, zömök, illetve tömör alakkal bírhatnak, tehát pl. kockaalakúak, gömbszerűek vagy poliéder alakúak lehetnek, amely testek egyik mérete sem lényegesen nagyobb, mint. a másik méret. De azt is megtehetjük, hogy ezeknek a testeknek ezzel ellentétben hosszúkás alakot adunk, így pl. hengereset, erősen asszimetrikus ellipszoidot, vagy más hasonló testei alkalmazunk, pl. lapítottat, vagy lemezalakut, réteget és egyebeket. Az alábbiakban a lassító elem tömegének „mérete" alatt értjük: ha a tömeg kockaalakú, élének felét, ha a tömeg zömökalakú (pl. gömb- vagy poliéderszerű) a megfelelő (ugyanilyen köbtartalmú) kocka fél élhosszát. ha a tömeg hosszúkás alakú, keresztmetszetének megfelelő (ugyanolyan területű*) négyzet fél élhoszszát, ha a tömeg lapított alakú, fél vastagságát. A találmány egyik jellegzetessége abban áll, hogy a lassító elemek mindegyikének egy olyan méretet adunk, amely legalább egyenlő a rezonancia-neutronok által két lassító ütközés között befutott közepes úttal és legfeljebb egyenlő azzal a vastagsággal, amely szükséges, hogy 1 : 2.7 arányban csök-