链式反应lianshi fanying

自持的裂变反应的简称。亦称连锁反应。链式反应的过程基本上是以一个中子为媒介的、裂变核素部分质量转化为能量的过程。费米依据铀核裂变释放出约200兆电子伏的能量，以及裂变时铀核释放出中子的事实推想：²³⁵U裂变时释放出的中子又可裂变临近的其它²³⁵U，这样不断延续下去，²³⁵U的裂变一经开始就可以自行的以增长的形式不断进行下去，直到所有的铀核都发生反应为止。费米这一设想被匈牙利科学家西拉肯首先用实验加以证实。费米又于1942年领导建造了世界上第一个核反应堆。实现了有控制的核链式反应。图1为23592U发生链式反应的示意图。裂变过程中放出的中子有三种归宿：❶在碰撞中失去部分能量，由快中子变成慢中子，再为²³⁵U所俘获引起裂变。
❷在天然铀中被²³⁸U吸收，不再引起裂变。
❸逃逸出裂变物质之外而丢失。图2具体表示了上述三种过程，其中第
❸种过程中子被²³⁸U吸收后，将发生一系列β衰变，最终成为239Pu。为实现链式反应，就必须减少中子的后两种变化的可能。实验表明：任何能量的中子都可以使²³⁵U裂变，热中子可以使其有更大的裂变截面。只有能量超过1.1兆电子伏的高能中子才能使²³⁸U裂变，且裂变截面不大。链式反应中，大部分裂变中子都通过非弹性散射，降低能量，不能引起²³⁸U裂变，而被其吸收。由于天然铀中，²³⁸U占99.27%,²³⁵U占0.71%，因此要使链式反应持续进行，必须采取办法，增加天然铀中²³⁵U的浓度，使其成为浓缩铀或浓集铀。另外，为避免中子逃出裂变物质，还必须使浓缩铀具有足够大的体积，这个体积称为临界体积。

图 1

图2

能够使链式反应缓慢地按受控方式进行的装置叫核反应堆。链式反应也可以很快地、不加控制地进行，原子弹就是利用这种链式反应制成的杀伤力很大的核武器。