Что общего у Плимута и нейтронных рефлекторов?
07.09.2012 Пятница 01:29
Чтение Википедии — это занятие, про которое никогда нельзя сказать, куда оно заведёт читающего. Я часто ловлю себя на том, что начав читать про что-то одно и переходя по ссылкам, я в итоге обнаруживаю себя читающим про совершенно другое, не имеющее совершенно никакой видимой связи с исходной темой. Вот просто решил привести пример такой непредсказуемой смены темы, которая произошла буквально только что.
Итак, сначала начальное и конечное звенья цепи. Я начал читать про американский город Плимут, штат Массачусетс. Это следующая точка моего путешествия по Америке, о которой я хочу рассказать. А закончил нейтронными рефлекторами — специальными объектами, которые сделаны из материала, отражающего нейтроны, использующимися в ядерных реакторах и ядерных бомбах. Казалось бы, какая связь? Но связь есть.
Вот она. Сначала я заинтересовался этимологией названия "Плимут" (Plymouth). Оказалось, что американский город назван так в честь британского города с таким же названием, из которого в ноябре 1620-го года отплыл корабль Mayflower, на котором в Америку прибыли так называемые пилигримы, основавшие одну из первых колоний европейцев на американском континенте. Название же британского города произошло от названия реки Плим (Plym), в устье которой он располагался, по следующей формуле: Plymouth = Plym + mouth = устье реки Плим. Далее выяснилось, что британский военный противолодочный фригат Плим (Plym) был назван так в честь этой реки. Также удалось узнать, что своё существование это судно закончило в 1952-ом году, во время проведения операции "Ураган", в ходе которой на борту Плима был взорван ядерный заряд мощностью 25 килотонн тротила. Это было нужно англичанам для того, чтобы оценить масштабы последствий такого взрыва в случае контрабанды ядерной бомбы на борту корабля в один из крупных английских портов. Такая возможность рассматривалась в то время как реальная серьёзная угроза. (Интересно, кстати, почему она не рассматривается как реальная в наше время?) Читаем дальше. Выясняется, что конструкция ядерной бомбы, взорванной на борту обречённого судна, была несколько изменена по сравнению с имевшимися прототипами с целью уменьшить вероятность так называемого criticality accident (релеватной статьи в русской википедии я не нашёл, так что не знаю, как это правильно звучит по-русски). Суть этого criticality accident заключается в том, что при работе с веществом, потенциально способным к поддержанию цепной реакции распада, существует опасность, что масса образца привысит критическую, что приведёт к возникновению собственно цепной реакции. При этом резко увеличивается уровень излучаемой радиации, что может приводить (и приводило) к фатальным последствиям для персонала, работающего на объекте. Ядерный взрыв при этом не возникает только по той причине, что когда начинается цепная реакция, вещество, в котором она происходит, претерпевает резкое расширение, в результате которого масса вновь становится ниже критической, и цепная реакция прекращается, и всё заканчивается лишь небольшим локальным взрывом, способным разве что немного повредить окружающую обстановку. Ну и плюс радиация. Каким образом масса вещества может стать больше критической? Для этого необязательно увеличивать массу вещества. Вместо этого можно уменьшить критическую массу. Например, это можно сделать при помощи нейтронных отражателей, которые отправляют большую часть нейтронов, появляющихся в результате спонтанного распада ядерного материала, обратно в этот материал. Именно это и происходило в некоторых инцидентах. Например, в одном из них, учёный уронил небольшой кусочек карбида на сферу из плутония. Карбид, являясь рефлектором нейтронов, вызвал уменьшение критической массы, что привело к возникновению цепной реакции. Нейтронные рефлекторы используются в современных ядерных реакторах для контролирования скорости протекания цепной реакции (всем известные графитовые стержни).
Вот такая цепочка. Всего-то шесть звеньев.