Los eventos de fisión están asociados con un rendimiento de neutrones, a menudo representado por la letra griega nu , que es el número de neutrones emitidos. Este rendimiento de neutrones no es determinista, pero se distribuye estadísticamente alrededor de un valor medio que se tabula con frecuencia y se denomina coloquialmente “nubar” (es decir, la letra nu con una barra sobre él). Es decir, PUEDES obtener 6 neutrones de un evento de fisión y cero del siguiente, por ejemplo, pero en promedio obtendrías, por ejemplo, 2.4 (nubar típico para U-235), o 2.9 (Pu-239 ) Puede buscar valores nubar y distribuciones usando Google. Una cosa interesante a tener en cuenta es que dependen no solo del isótopo, sino también de la naturaleza del evento que conduce a la fisión, ya sea que sea causado por un neutrón rápido, un neutrón lento, algún otro evento iniciador o espontáneamente.
De todos modos, usted preguntó cuántas nuevas fracciones (en esta respuesta lo llamaré Nuevo) se activan por una anterior. Debido a la naturaleza estadística del rendimiento de neutrones en la fisión que acabo de comentar, es fácil ver cómo Fnew, a su vez, variará considerablemente de un evento a otro, y estará representado por un número promedio de nuevos fisiones en la generación posterior con cierta distribución estadística en torno a ese promedio. En condiciones perfectas (¡y muy poco prácticas!), Donde cada neutrón continúa e inicia la fisión, esperarías = nubar. Eso es lo mejor que puedes hacer incluso en condiciones ideales. Eso significaría obtener un promedio de 2.4 fisión en la próxima generación por cada fisión en U-235, o 2.9 nuevas fisión por fisión en Pu-239. Pero la verdadera economía de neutrones no es tan buena. Los valores reales de esta cantidad son funciones de los materiales y la geometría del sistema de interés. Al competir con la fisión, uno también siempre tiene varios procesos de pérdida, como la captura de neutrones, o el escape de neutrones del sistema si pueden escaparse fácilmente. Esas cosas consideradas, se encuentra prácticamente en el rango de 0 a aproximadamente 2. El extremo inferior de ese rango representa medios multiplicadores profundamente subcríticos como el mineral de uranio natural en el suelo o el hexafluoruro de uranio empobrecido en los tanques de desechos; todavía se obtienen cadenas de fisión en dicho material, pero se extinguen rápidamente ya que la gran mayoría de los neutrones producidos se pierden por otras reacciones además de la fisión. Cuando = 1, se dice que el sistema es “crítico” y las cadenas de fisión pueden mantenerse por sí mismas indefinidamente. Aunque ningún sistema práctico es exactamente crítico, los reactores de las centrales eléctricas se acercan, ya que generalmente funcionan a una potencia fija (tasa de fisión) durante meses. = 2 es probablemente típico de un pozo de armas nucleares en el momento de la detonación. Tengo que calificar esta respuesta al mencionar que no trabajo en el diseño de armas y las personas que lo hacen no van a tener mucho que decir públicamente sobre los detalles cuantitativos de los cambios de reactividad en el montaje de un pozo de bomba.
Finalmente, para ser claros acerca de la naturaleza estadística de todo esto, es completamente posible tener una derivación de fisión a cinco adicionales, incluso en un objeto profundamente subcrítico como una pieza de mineral de uranio que se encuentra en su escritorio. Simplemente no es una situación muy probable . Espero que esto sea útil.
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