Этюды о симметрии - Синг Дж.Л.
Скачать (прямая ссылка):
макроскопической плотности тел с их быстро флуктуирующей плотностью,
определяемой атомной структурой тел. Этим и объясняется, почему теория
уравнения (8) получила название макроскопической теории реактора, в то
время как величины, входящие в соотношения (1) - (7), относятся к
микроскопической теории реактора. В действительности же уравнение (8)-это
лишь самое простое уравнение макроскопической теории реактора; оно
применимо, если пространственные вариации плотности нейтронов не зависят
от энергии. Важность этого частного случая не подлежит сомнению, но общая
ситуация совсем иная. Например, регулирующие стержни поглощают в основном
нейтроны с малой энергией - тепловые нейтроны, поэтому поверхность
регулирующего стержня является границей, на которой плотность тепловых
нейтронов обращается в нуль. Плотность же быстрых нейтронов на
поверхности регулирующего стержня в нуль не обращается, и
пропорциональность между плотностями быстрых и медленных нейтронов
нарушается. Решение подобных проблем требует привлечения уравнений, более
сложных, чем уравнение (8). Наиболее важные результаты в решении таких
проблем принадлежат Фридману, Вейнбергу и Уилеру.
Ряд интересных задач возникает и в связи с простым уравнением (8). Если
форма реактора достаточно сложна (а в случае, если делящийся материал
жидкий, это почти неизбежно), то решение уравнения (8) удается получить
только методами теории возмущений. Некоторые из них обнаруживают
замечательное сходство с методом Рэлея--Шредингера, с которым мы знакомы
по его применениям к квантовомеханическим задачам. Многими интересными
результатами, относящимися к уравнению (8), мы обязаны Мюррею, Нордхейму
и Судаку.
Значительная часть работы, проделанной в этом направлении, слишком
специальна, чтобы я мог входить здесь в детали. О других результатах
расскажут в своих выступлениях следующие докладчики, поэтому я закончу ту
часть моего обзора, которая относится к вычислению коэффициентов
размножения и критических размеров, но прежде я хотел бы подчеркнуть,
что, по моему мнению, основную часть работы еще предстоит проделать. В
частности, поведение тепловых нейтронов в реакторе и переход от больших
энергий к тепловым требуют дальнейшего уточнения как с экспериментальной,
так и с теоретической стороны. Не менее интересные детали все еще ждут
своей разработки и в остальных частях теории. Имеются также н' ' -'орч-:
проблемы, уже привлекшие к себе внимание, которые .
128
//. Ядерная энергия
не упомянул в своем обзоре. Главная из них - изменение плотности
нейтронов со временем в тех случаях, когда уравнения (6) и (7)
выполняются лишь приближенно, а реактор либо подкри-тичен, либо
надкритичен. В этой области особенно активно работали Кристи, Нордхейм и
Уилкинс.
ДЕЙСТВИЕ радиации на вещество
Плотности радиации (имеется в виду как у-излучение, так и нейтронные
потоки) внутри реактора, предназначенного для получения плутония, выше,
чем удается поддерживать вне реактора в течение продолжительных
промежутков времени. Действие этой радиации на структуру материалов было
одной из первых задач, которая заинтересовала нас с теоретической точки
зрения. Экспериментальные исследования проводились Химическим отделом. На
сессии Американского химического общества в Атлантик-сити Бэртон доложил
свои результаты в этой области, а также работы своих сотрудников и
доктора Франка. Из теоретиков мой интерес к радиационным повреждениям
материалов (о некоторых аспектах этой проблематики мы не можем говорить
открыто и поныне) разделяли Гольдбергер, Мал-ликен и Зейтц.
Ясно, что столкновение нейтронов с атомами любого вещества, помещенного в
реактор, приводит к смещению атомов этого вещества. Если вещество
представляет собой некоторое сложное химическое соединение, то смещение
его атомов вызовет изменение химических свойств соединения. Такие явления
были обнаружены и исследованы еще до появления ядерных реакторов. Их
обзор приведен, например, в книге Линда [10]. В реакторе вследствие
большей интенсивности радиации все эти изменения протекают намного
заметнее. Следует ожидать, что структура тел элементарного химического
состава также будет подвергаться изменениям под действием излучения. Этот
вопрос представляет большой научный интерес потому, что с помощью мощной
радиации внутри реактора мы могли бы искусственно создавать определенное
число дефектов и изучать (требуемое теорией) влияние их на тепло- и
электропроводность, предел прочности, пластичность и т. д. Можно
надеяться, что исследования твердых тел, в особенности свойств, зависящих
от структуры, будут в значительной мере стимулированы теми
дополнительными экспериментальными возможностями, которые открывает перед
нами ядерный реактор.
Еще до того, как будет найдена окончательная интерпретация
экспериментальных результатов, наши знания радиусов низкоэнергетических
ионов будут значительно расширены. Этим вопросом занимались в основном
