Определение критической
массы плутония
Этот эксперимент был задуман
и лично выполнен Г.Н. Флёровым.
Напомним, что критической в
ядерной физике называется масса компактного куска (предпочтительно – шара),
изготовленного из способного к делению радиоктивного элемента, при достижении
которой начинается лавинообразный процесс деления. Для её практического
определения Флёров взял два полушария из металлического плутония, масса
каждого из которых была меньше рассчитаной теоретически критической массы,
а суммарная их масса превосходила критическую. Он разместил полушария на
направляющих так, что прикреплённые к полушариям пружины оттягивали полушария
друг от друга, но их можно было сблизить между собой плоскими частями.
При таком сближении
всё большее число нейтронов попадало в ядра плутония и вызывало их деление,
интенсивность реакции нарастала и в какой-то момент должен был последовать
взрыв (полное сближение обеспечивало массу больше критической). Интенсивность
реакции регистрировалась счётчиком нейтронов.
Задача состояла в том, чтобы
вручную сблизить полушария до момента начала реакции и тут же прервать
её, отпустив полушария, чтобы пружины оттянули их друг от друга. Суть в
том, что при делении из ядра вылетают три нейтрона, но два из них сразу,
а третий с опозданием. Поэтому в самом начале реакция развивается не мгновенно,
а с некоторым запаздыванием (речь идёт о миллисекундах). Так вот, экспериментатору
нужно поймать эти миллисекунды и во-время отпустить полушария, иначе произойдёт
полноценный ядерный взрыв. Зато, зная расстояние, на котором начинался
лавинный процесс, можно в эксперименте определить критическую массу. Такую
опасную, но нужную процедуру Флёров мог доверить только самому себе и своим
рукам.