141914. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés energia előállítására atomok szétbontásával
% 141.914 * kentsük a lassító anyagon áthaladó termikus neutronok áramának intenzitását. E termikus neutronok áramintenzításának —— arányban való csökkentéséhez szükséges vastagság, a neutronoknak a lassító anyagban történő elnyelése következtében, a „termikus neutronok diffúziójának hossza" néven ismert fogalom lásd pl. Bethe 1937-ben megjelent „Nuclear Physics" című könyvének 2. kötetét. A diffúziónak ez a hossza a lassító anyag szerint változik és egyenlő rendes vízre 2 cm-rel, nehézvízre 25 cm-rel, grafitra 40 cm-rel. Az ilyképpen készített lassító tömegeket az uránszerű anyag belsejében helyezzük el, olykép, hogy középpontjaik vagy pedig középvonalaik szabályos, vagy többé-kevésbbé szabályos térbeli hálót alkossanak, amely a kristálytan szabályai szerint szabályos. Emellett két szomszédos lassító test felületei közötti legrövidebb távolság, L centiméter, olyan nagyságura választandó, hogy az LXD szorzat 18 és 140 gramm/Cm2 legyen, ahol D az uránelem mennyiségét fejezi ki grammokban az uránszerű vagy. urántartalmú anyag minden köbcentiméterében. A találmány értelmében tehát mindegyik tömegnek bizonyos méretet adunk és e tekintetben megjegyezzük, hogy az elért eredmények annál jobbak, minél jobban eltér ez a méret a fent megadott legkisebb és legnagyobb mérettől egyidejűleg. Előnyös tehát, mint kémiai lassító elemeket olyan elemeket választani, amelyeknél ez a két, a neutronokkal való együttműködés tekintetében jellegzetes hoszszúság annyira eltérő amennyire csak lehetséges. Ez a választás könnyen meghatározható a Párizsban Hermann & Co. által kiadott „Tables annuelles de Constantes et Données Numériques de Physique Nucléaire" című munkából. Ilymódon pl. a gáznemű hidrogén, mint lassító anyag előnyösebb, mint a víz vagy pl. paraffin alakjában jelenlévő, kötött hidrogén. Az alábbiakban megadjuk a lassító tömegek méreteinek példaképeni határait: 1. 0.75 és 2 cm, ha a lassítóelem víz alakjában kötött hidrogén; 0 75 3 2.——és cm, ha a lassítóelem kötött hidro-9d 9 d géngáz; a képletben d a tömeg grammban a sűrített gáz minden köbcentiméterére. 3. 4 és 25 cm, ha a lassítóelem deutérium vagy fémes glucinium. 4. 5 és 40 cm, ha a lassítóelem grafit alakjában jelen lévő szén. A találmány másik jellemzője szerint, melynek akkor van szerepe, ha a lassítóelem kötött vagy nem kötött hidrogén vagy deutérium, előnyös, ha ezt az elemet tartalmazó tömegbe másik elemet viszünk be, pl. szenet vagy oxigént, melynek az a kettős szerepe,, illetve tulajdonsága, hogy „hatásos keresztmetszete" egyrészt gyakorlatilag egyenlő a termikus- és rezonancia-neutronok számára, másrészt pedig a hatásos keresztmetszet a termikus neutronok befogadása számára igen kicsi a fő lassító elem hatásos keresztmetszetéhez viszonyítva. A „hatásos keresztmetszet" az atomfizikában egy bizonyos művelet számára az a hányados, melynek osztandója a tényleg létesülő folyamatok száma, osztója pedig az ütköző részecskék száma. Ez a hányados a műveiét létrejöttének valószínűségét fejezi ki. Lehet továbbá az uránszerű anyagból és a lassító anyagból álló együttest vagy pedig annak egy részét, mely együttest az atommagok szétbontásával energiát termelő berendezésben használjuk fel, melynél továbbá a működésmódot és a lassító tömegek méreteit a találmány értelmében határoztuk meg, olyan hőmérsékletnek kitenni, amely lényegesen magasabb, mint a rendes szobahőmérséklet, így pl. 300 vagy 400 C°, mely hőfokot legalább a folyamat megindításánál használjuk. Ez a hőmérsékletemelés annál élénkebb hatást vált ki, minél inkább eltávolodtak a lassító tömegek méretei és főleg egymástól való távolsága a fent említett minimális határoktól. Az urántartalmú anyag belsejében, mint mondottuk, a találmány szerint szerkesztett lassító tömegek vannak elhelyezve és ez az urántartalmú anyag fémes uránból állhat, vagy pedig uránvegyületből vagy urántartalmú keverékből. A találmány szerinti újítások előnyösen kombinálhatók azokkal a javításokkal vagy tökéletesítésekkel, amelyeket a 138.448. és 138.600 számú magyar szabadalmainkban védettünk éspedig olykép, hogy az ezekben a szabadalmi leírásokban leírt berendezésben olyan lassító elemeket helyezzünk el, illetve alkalmazunk, amelyek a jelen bejelentésben vannak meghatározva. '•. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás urán atommagjainak szétbontásával, láncreakció révén energiát termelő berendezések teljesíményének növelésére, mely eljárásnál a neutronok hatásának kitett urántartalmú anyag belsejében oly tömegeket helyezünk el, amelyek legalább egy a neutronokat lassító elemet tartalmaznak, mely eljárást az jellemzi, hogy mindegyik lassító tömegnek_ oly méretet adunk, amely legalább egyenlő a rezonancia neutronok által két lassító ütközés között befutott közepes úttal és amely legalább egyenlő azzal a vastagsággal, amely szükséges, hogy 1 :2.7 arányban csökkentsük a lassító anyagon áthaladó termikus neutronok áramának intenzitását. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás kiviteli módja, melynek jellemzője, hogy az urántartalmú anyag belsejében úgy osztjuk el a lassító tömegeket, hogy ezek középpontjai vagy középvonalai közelítően térbeli hálót alkossanak, amely a kristálytan szabályai értelmében szabályos. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás kiviteli módja, melynek jellemzője, hogy két szomszédos lassító elem felületei közötti legkisebb távolságot úgy választjuk, hogy annak centiméterben kifejezett értéke megszorozva az urántartalmú anyag minden köbcentiméterében lévő elemi urán grammban kifejezett mennyiségével 18 és 140 gr/cm2 között legyen. 4. Az 1—3. igénypont szerinti eljárás kiviteli módja, melynek jellemzője, hogy abba a tömegbe,, amely a lassítóelemeket tartalmazza, másik elemet viszünk be, így pl. szenet vagy oxigént, melyeknek az a kettős tulajdonsága van, hogy hatásos diffúz keresztmetszetük van, mely rugalmas és gyakorlatilag egyenlő a termikus- és rezonancia-neutronok számára, emellett pedig hatásos keresztmetszetük van azoknak a termikus elemeknek a befogadására,
