Керована ланцюгова ядерна реакція. Ядерні реактори

Ланцюгова ядерна реакція- самопідтримується реакція поділу важких ядер, у якій безперервно відтворюються нейтрони, що ділять все нові і нові ядра. Керовані ланцюгові реакціїздійснюються в ядерних реакторах чи атомних котлах. В даний час керовані ланцюгові реакціїздійснюються на ізотопах урану-235, урану-233 (штучно одержуваного з то-рию-232), плутонію-239 (штучно одержуваного з рану-238), а так само плутонію-241. Дуже важливим завданням є виділення із природного урану його ізотопу-урану-235. З перших кроків розвитку атомної техніки вирішальне значення мало використання урану-235, отримання якого у чистому вигляді було, проте, технічно утруднено, бо уран-238 і уран-235 хімічно невіддільні.

50.Ядерні реактори. Перспективи використання термоядерної енергії.

Ядерний реактор- це пристрій, у якому здійснюється керована ланцюгова ядерна реакція, що супроводжується виділенням енергії. Перший ядерний реактор збудовано і запущено у грудні 1942 року в США під керівництвом Е. Фермі. Першим реактором, побудованим поза США, став ZEEP, запущений у Канаді 25 грудня 1946 року. У Європі першим ядерним реактором стала установка Ф-1, яка запрацювала 25 грудня 1946 року в Москві під керівництвом І. В. Курчатова. До 1978 року у світі працювало вже близько сотні ядерних реакторів різних типів. Складовими частинами будь-якого ядерного реактора є: активна зона з ядерним паливом, зазвичай оточена відбивачем нейтронів, теплоносій, система регулювання ланцюгової реакції, радіаційний захист, система дистанційного керування. Корпус реактора схильний до зносу (особливо під дією іонізуючого випромінювання) . Основною характеристикою ядерного реактора є його потужність. Потужність 1 МВт відповідає ланцюгової реакції, в якій відбувається 3 · 10 16 актів поділу в 1 сек. Дослідження фізики високотемпературної плазми ведуться переважно у зв'язку з перспективою створення термоядерного реактора. Найбільш близькими за параметрами реактора є установки типу токамак. У 1968 р. було оголошено про досягнення на встановленні Т-3 температури плазми десять мільйонів градусів, саме на розвитку цього напрямку протягом останніх десятиліть сконцентровані зусилля вчених багатьох країн. ІТЕР. Повномасштабне використання термоядерних реакторів в енергетиці передбачається у другій половині XXI століття. Крім токамаків існують інші типи магнітних пасток для утримання високотемпературної плазми, наприклад, звані відкриті пастки. В силу ряду особливостей вони можуть утримувати плазму великого тиску і тому мають хороші перспективи як потужні джерела термоядерних нейтронів, і в майбутньому - як термоядерні реактори.

Успіхи, досягнуті останніми роками в Інституті ядерної фізики СО РАН у дослідженнях сучасних осесиметричних відкритих пасток свідчать про перспективність цього підходу. Ці дослідження продовжуються і одночасно в ІЯФ ведеться опрацювання проекту встановлення наступного покоління, на якому вже можна буде продемонструвати параметри плазми, близькі до реакторних.

Ланцюгова реакція - це самоподцерживающаяся хімічна реакція, коли він продукти, що з'являються спочатку, беруть участь в утворенні нових продуктів. Ланцюгові реакції протікають зазвичай із швидкістю і нерідко мають характер вибуху.

Ланцюгові реакції проходять три основні стадії: зародження (ініціювання), розвитку та обриву ланцюга.

Мал. 9.13. Енергетичний профіль реакції (графік залежності потенційної енергії від координати реакції), що виявляє мінімум, який відповідає утворенню інтермедіату реакції.

Стадія ініціювання. На цій стадії відбувається утворення інтермедіатів (проміжних продуктів). Інтермедіатами можуть бути атоми, іони чи нейтральні молекули. Ініціювання може здійснюватись світлом, ядерним випромінюванням, термічною (тепловою) енергією, аніонами або каталізаторами.

Стадія розвитку. На цій стадії проміжні продукти реагують з вихідними реагентами, утворюючи нові інтермедіати та кінцеві продукти. Стадія розвитку в ланцюгових реакціях повторюється багато разів, що призводить до утворення великої кількості кінцевих та проміжних продуктів.

Стадія урвища ланцюга. На цій стадії відбувається остаточне витрачання проміжних продуктів або їхнє руйнування. Внаслідок цього реакція припиняється. Ланцюгова реакція може обірватися мимовільно чи під впливом спеціальних речовин - інгібіторів.

Ланцюгові реакції відіграють важливу роль у багатьох галузях хімії, зокрема у фотохімії, хімії горіння, реакціях ядерного поділу та ядерного синтезу (див. гл. 1), в органічній хімії (див. гл. 17-20).

Фотохімія

Цей розділ хімії охоплює хімічні процеси, пов'язані з впливом світла речовину. Приклад фотохімічних процесів є фотосинтез.

Багато ланцюгових реакцій ініціюються світлом. Ініціюючою часткою в цьому випадку служить фотон, який має енергію (див. Розд. 1.2). Класичний приклад - реакція між воднем та хлором у присутності світла

Ця реакція протікає із вибухом. Вона включає такі три стадії.

Ініціювання. На цій стадії відбувається розрив ковалентного зв'язку в молекулі хлору, в результаті чого утворюються два атоми, кожен з неспареним електроном:

Реакція такого типу є гомоліз, або гемолітичний поділ (див. разд. 17.3). Вона також є прикладом фотолізу. Термін "фотоліз" означає фотохімічне розкладання. Два атоми хлору, що утворюються, являють собою проміжні продукти (інтермедіати). Вони є радикалами. Радикал – це атом (або група атомів), що володіє хоча б одним неспареним електроном. Слід зазначити, що хоча стадія ініціювання - найповільніша стадія ланцюгової реакції, вона не визначає швидкість всієї ланцюгової реакції.

Стадія розвитку. На цій стадії атоми хлору реагують із молекулами водню, утворюючи кінцевий продукт - хлороводень, а також водневі радикали. Водневі радикали вступають у реакцію з молекулами хлору; в результаті утворюються нові порції продукту та нові радикали хлору:

Ці дві реакції, разом складові стадію розвитку, повторюються мільйони разів.

Стадія урвища ланцюга. Ланцюгова реакція остаточно припиняється в результаті

таких реакцій, як

Для поглинання енергії, що виділяється при перебігу цих реакцій обриву ланцюга, необхідно, щоб у них брало участь ще якесь третє тіло. Цим третім тілом зазвичай є стінки судини, де проводиться реакція.

Квантовий вихід

Поглинання одного фотона світла молекулою хлору описаної вище ланцюгової реакції може призводити до утворення мільйонів молекул хлороводню. Відношення числа молекул продукту до квантів світла (фотонів), що ініціюють реакцію, називається квантовим виходом. Квантовий вихід фотохімічних реакцій може мати значення від одиниці до кількох мільйонів. Високий квантовий вихід вказує на ланцюговий характер реакції, що відбувається.

Імпульсний фотоліз

Так називається методика, яка використовується для отримання радикалів з концентрацією, досить високою для їх виявлення. На рис. 9.14 показано спрощену схему установки, що використовується для імпульсного фотолізу. На реакційну суміш впливають

Мал. 9.14. Імпульсний фотоліз.

потужним спалахом світла із спеціального імпульсного джерела. Таке джерело дозволяє створювати спалахи світла з енергією до 105 Дж і з тривалістю порядку або менше. Сучасні методики імпульсного фотолізу використовують імпульсні лазери із тривалістю спалаху порядку наносекунди (10-9 с). За реакцією, що протікає в результаті такого спалаху світла, можна простежити, реєструючи послідовність оптичних спектрів поглинання реакційної суміші. За першим спалахом слідує ряд спалахів від малопотужного імпульсного джерела. Ці спалахи йдуть один за одним з інтервалами порядку мілісекунд або мікросекунд і дозволяють записувати спектри поглинання реакційної суміші з інтервалами часу.

Горіння

Реакція з киснем, що веде до виділення теплової енергії та світла, називається горінням. Горіння зазвичай відбувається як складна послідовність радикальних реакцій.

Як приклад наведемо горіння водню. За певних умов ця реакція протікає із вибухом. На рис. 9.15 представлені експериментальні дані для реакції стехіометричної суміші водню та кисню у пірексовому реакторі. Заштрихована ділянка діаграми відповідає вибуховій ділянці цієї реакції. Для реакції горіння водню ця ділянка діаграми має форму вибухового півострова. Область вибуху обмежена межами вибуху.

Мал. 9.15. Умови вибухового перебігу реакції горіння водню:

Теорія відносності каже, що маса – це особлива форма енергії. З цього випливає, що можна перетворити масу на енергію і енергію на масу. На внутрішньоатомному рівні такі реакції мають місце. Зокрема, деяка кількість маси цілком може перетворитися на енергію. Це відбувається кількома шляхами. По-перше, ядро може розпастися на кілька дрібніших ядер, ця реакція називається «розпадом». По-друге, дрібніші ядра можуть запросто з'єднатися, щоб вийшло більший, - це реакція синтезу. У Всесвіті такі реакції дуже поширені. Досить сказати, що реакція синтезу – джерело енергії для зірок. А ось реакція розпаду використовується людством на тому, що люди навчилися контролювати ці складні процеси. Але що таке ланцюгова ядерна реакція? Як нею керувати?

Що відбувається в ядрі атома

Ланцюгова ядерна реакція - процес, що йде при зіткненні елементарних частинок або ядер з іншими ядрами. Чому «ланцюгова»? Це сукупність послідовних одиночних ядерних реакцій. Внаслідок цього процесу відбувається зміна квантового стану та нуклонного складу у вихідного ядра, з'являються навіть нові частки - продукти реакції. Ланцюгова ядерна реакція, фізика якої дозволяє досліджувати механізми взаємодії ядер з ядрами і частинками, - це основний метод отримання нових елементів і ізотопів. Щоб зрозуміти протікання ланцюгової реакції, треба спочатку розібратися з одиночними.

Що потрібно для реакції

Для того, щоб здійснити такий процес, як ланцюгова ядерна реакція, необхідно зблизити частинки (ядро і нуклон, два ядра) на відстань радіусу сильної взаємодії (приблизно один фермі). Якщо відстані великі, то взаємодія заряджених частинок буде суто кулонівською. У ядерній реакції дотримуються всі закони: збереження енергії, моменту, імпульсу, баріонного заряду. Ланцюгова ядерна реакція позначається набором символів а, b, c, d. Символ а позначає вихідне ядро, b - частинку, що налітає, з - нову частинку, що вилітає, а d позначає результуюче ядро.

Енергія реакції

Ланцюгова ядерна реакція може проходити як з поглинанням, так і з виділенням енергії, що дорівнює різниці мас частинок після реакції і до неї. Енергія, що поглинається, визначає мінімальну кінетичну енергію зіткнення, так званий поріг ядерної реакції, при якій вона може вільно протікати. Цей поріг залежить від частинок, що беруть участь у взаємодії, та від їх характеристик. На початковому етапі всі частки перебувають у наперед визначеному квантовому стані.

Здійснення реакції

Основним джерелом заряджених частинок, якими бомбардується ядро, що дає пучки протонів, важких іонів та легких ядер. Повільні нейтрони одержують завдяки використанню ядерних реакторів. Для фіксації заряджених часток, що налітають, можуть бути використані різні типи ядерних реакцій - як синтезу, так і розпаду. Імовірність залежить від параметрів частинок, які стикаються. З цією ймовірністю пов'язана така характеристика, як переріз реакції - величина ефективної площі, яка характеризує ядро як мішеню для частинок, що налітають і яка є мірою ймовірності вступу частинки і ядра у взаємодію. Якщо в реакції беруть участь частинки з ненульовим значенням спина, то перетин залежить від їх орієнтації. Оскільки спини частинок, що налітають, орієнтовані не зовсім хаотично, а більш-менш упорядковано, то всі корпускули будуть поляризовані. Кількісна характеристика орієнтованих спинів пучка описується вектором поляризації.

Механізм реакції

Що таке ланцюгова ядерна реакція? Як мовилося раніше, це послідовність простіших реакцій. Характеристики частки, що налітає, і її взаємодії з ядром залежать від маси, заряду, кінетичної енергії. Взаємодія визначається ступенем свободи ядер, які порушуються при зіткненні. Отримання контролю над усіма цими механізмами дозволяє проводити такий процес, як керована ланцюгова ядерна реакція.

Прямі реакції

Якщо заряджена частка, яка налітає на ядро-мішень, лише стосується його, то тривалість зіткнення дорівнюватиме необхідному для подолання відстані радіуса ядра. Таку ядерну реакцію називають прямою. Загальною характеристикою всім реакцій такого типу є збудження малого числа ступенів свободи. У такому процесі після першого зіткнення частка має ще достатньо енергії для подолання ядерного тяжіння. Наприклад, такі взаємодії, як непружне розсіювання нейтронів, обмін заряду, і належать до прямих. Вклад таких процесів у характеристику під назвою "повний перетин" є досить мізерним. Однак розподіл продуктів проходження прямої ядерної реакції дозволяє визначити ймовірність вильоту від кута напряму пучка, селективність заселених станів та визначити їхню структуру.

Передрівноважна емісія

Якщо частка не залишить область ядерної взаємодії після першого ж зіткнення, вона буде залучена в цілий каскад з послідовних зіткнень. Це фактично саме те, що називається ланцюговою ядерною реакцією. Внаслідок такої ситуації кінетична енергія частки розподіляється серед складових частин ядра. Саме стан ядра буде поступово сильно ускладнюватися. Під час цього процесу на якомусь нуклоні або цілому кластері (групі нуклонів) може бути сконцентрована енергія, достатня для емісії цього нуклону з ядра. Подальша релаксація призведе до формування статистичної рівноваги та утворення складеного ядра.

Ланцюгові реакції

Що таке ланцюгова ядерна реакція? Це послідовність її складових частин. Тобто множинні послідовні одиничні ядерні реакції, спричинені зарядженими частинками, з'являються як продукти реакції на попередніх кроках. Що називається ланцюговою ядерною реакцією? Наприклад, розподіл важких ядер, коли множинні акти розподілу ініціюються отриманими за попередніх розпадах нейтронами.

Особливості ланцюгової ядерної реакції

Серед усіх хімічних реакцій велике поширення набули саме ланцюгові. Частинки з невикористаними зв'язками виконують роль вільних атомів чи радикалів. При такому процесі як ланцюгова ядерна реакція механізм її протікання забезпечують нейтрони, які не мають кулонівського бар'єру і збуджують ядро при поглинанні. Якщо середовищі з'являється необхідна частка, вона викликає ланцюг наступних перетворень, які триватимуть до розриву ланцюга через втрату частки-носія.

Чому губиться носій

Є лише дві причини втрати частки-носія безперервного ланцюга реакцій. Перша полягає в поглинанні частки без процесу вторинної випромінювання. Друга – догляд частинки за межу об'єму речовини, яка підтримує ланцюговий процес.

Два типи процесу

Якщо кожному періоді ланцюгової реакції народжується виключно одинична частинка-носій, можна назвати цей процес неразветвленным. Вона може призвести до виділення енергії у великих масштабах. Якщо з'явилося багато частинок-носіїв, це називається розгалуженою реакцією. Що таке ланцюгова ядерна реакція із розгалуженням? Одна з отриманих у попередньому акті вторинних частинок продовжить розпочатий раніше ланцюг, а ось інші створять нові реакції, які теж розгалужуватимуться. З цим процесом конкуруватимуть процеси, що призводять до обриву. Отримана в результаті ситуація породжуватиме специфічні критичні та граничні явища. Наприклад, якщо обривів більше, ніж чисто нових ланцюгів, самопідтримка реакції буде неможливим. Навіть якщо порушити її штучно, ввівши в цю середу потрібну кількість частинок, то процес все одно згасатиме з часом (зазвичай досить швидко). Якщо кількість нових ланцюгів перевищуватиме кількість обривів, то ланцюгова ядерна реакція почне поширюватися у всій речовині.

Критичний стан

Критичним станом відокремлюють область стану речовини з розвиненою ланцюговою реакцією, що самопідтримується, і область, де дана реакція неможлива взагалі. Цей параметр характеризується рівністю між кількістю нових ланцюгів та кількістю можливих обривів. Як і наявність вільної частки-носія, критичний стан є основним пунктом у списку, як «умови здійснення ланцюгової ядерної реакції». Досягнення цього може бути визначено цілу низку можливих чинників. важкого елемента збуджується лише одним нейтроном. Внаслідок такого процесу, як ланцюгова ядерна реакція поділу, з'являється більше нейтронів. Отже, цей процес може зробити розгалужену реакцію, де носіями виступатимуть нейтрони. У разі, коли швидкість захоплень нейтронів без поділу чи вильотів (швидкість втрати) компенсуватиметься швидкістю розмноження несучих частинок, то ланцюгова реакція протікатиме в стаціонарному режимі. Ця рівність характеризує коефіцієнт розмноження. У наведеному вище випадку він дорівнює одиниці. Завдяки введенню між швидкістю виділення енергії і коефіцієнтом розмноження можна здійснити управління перебігом ядерної реакції. Якщо ж цей коефіцієнт буде більшим ніж одиниця, то реакція розвиватиметься за експонентом. Некеровані ланцюгові реакції використовують у ядерній зброї.

Ланцюгова ядерна реакція в енергетиці

Реактивність реактора визначається великою кількістю процесів, що відбуваються у його активній зоні. Усі ці впливи визначаються так званим коефіцієнтом реактивності. Вплив зміни температури графітових стрижнів, теплоносіїв або урану на реактивність реактора та інтенсивність перебігу такого процесу, як ланцюгова ядерна реакція, характеризуються температурним коефіцієнтом (за теплоносієм, ураном, графітом). Також є залежні характеристики за потужністю, барометричними показниками, паровими показниками. Для підтримки ядерної реакції в реакторі необхідно перетворення одних елементів інші. Для цього потрібно враховувати умови протікання ланцюгової ядерної реакції - наявність речовини, яка здатна ділитися і виділяти з себе при розпаді кілька елементарних частинок, які, як наслідок, викликатимуть поділ інших ядер. Як така речовина найчастіше використовують уран-238, уран-235, плутоній-239. Під час проходження ланцюгової ядерної реакції ізотопи даних елементів будуть розпадатися та утворювати дві та більше інших хімічних речовин. У цьому процесі випромінюються звані «гама»-промені, відбувається інтенсивне виділення енергії, утворюються два чи три нейтрони, здатні продовжити акти реакції. Розрізняють повільні і швидкі нейтрони, адже для того, щоб ядро атома розпалося, ці частинки повинні пролетіти з певною швидкістю.

Ланцюгова реакція

Ланцюгова реакція- хімічна та ядерна реакція, в якій поява активної частки (вільного радикала або атома в хімічному, нейтрону в ядерному процесі) викликає велику кількість (ланцюг) послідовних перетворень неактивних молекул або ядер. Вільні радикали і багато атомів, на відміну від молекул, мають вільні ненасичені валентності (непарний електрон), що призводить до їх взаємодії з вихідними молекулами. При зіткненні вільного радикала (R ) з молекулою відбувається розрив одного з валентних зв'язків останньої і, таким чином, в результаті реакції утворюється новий вільний радикал, який реагує з іншою молекулою - відбувається ланцюгова реакція.

До ланцюгових реакцій у хімії відносяться процеси окислення (горіння, вибух), крекінгу, полімеризації та інші, що широко застосовуються в хімічній та нафтовій промисловості.

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитися що таке "Ланцюгова реакція" в інших словниках:

Ланцюгова реакція, самопідтримується процес ядерного поділу, при якому одна реакція призводить до початку другої, друга третьої і так далі. Для початку реакції необхідні критичні умови, тобто маса матеріалу, здатного до розщеплення, … Науково-технічний енциклопедичний словник

ланцюгова реакція- Будь-який біологічний (або хіміко-фізичний) процес, складений серією взаємопов'язаних процесів, де продукт (або енергія) кожного етапу є учасником наступного етапу, що призводить до підтримки та (або) прискорення ланцюжка… … Довідник технічного перекладача

ланцюгова реакція- 1) Реакція, що викликає велику кількість перетворень молекул вихідної речовини. 2) Самопідтримується реакція поділу атомних ядер важких елементів під впливом нейтронів. 3) розг. Про низку вчинків, станів тощо, при якому один чи один… Словник багатьох виразів

Chain reaction ланцюгова реакція. Будь-який біологічний (або хіміко-фізичний) процес, складений серією взаємопов'язаних процесів, де продукт (або енергія) кожного етапу є учасником наступного етапу, що призводить до підтримки та (або)… … Молекулярна біологія та генетика. Тлумачний словник.

ланцюгова реакція- grandininė reakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminė ar branduolinė reakcija, kurios aktyvusis centras sukelia ilgą kitimų grandinę. atitikmenys: англ. chain reaction ukr. ланцюгова реакція … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

ланцюгова реакція- grandininė reakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. chain reaction vok. Kettenkernreaktion, f; Kettenreaktion, f rus. ланцюгова реакція, f pranc. réaction en chaîne, f … Fizikos terminų žodynas

Розг. Про безперервний, безконтрольний процес залучення кого л., чого л. у що л. БМС 1998, 489; БТС, 1462 … Великий словник російських приказок

Ланцюгова реакція наукове поняття. А також «Ланцюгова реакція» назва кількох художніх фільмів: «Ланцюгова реакція» фільм СРСР 1962 року. «Ланцюгова реакція» французька кримінальна кінокомедія 1963 року. «Ланцюгова… … Вікіпедія

Ланцюгова реакція (фільм, 1963) Цей термін має й інші значення, див. Ланцюгова реакція (значення). Ланцюгова реакція Carambolages … Вікіпедія

Книги

Ланцюгова реакція, Елкелес Симона. Вік 18+ 3 фішки: - Бестселер The New York Times, Amazon - Від автора світових бестселерів "Ідеальна хімія" та "Закон тяжіння"-Для тих, хто вірить, що кохання змінює все" Відмінна…

Вторинні нейтрони, що випускаються при розподілі ядер, можуть викликати нові акти поділу, що уможливлює здійснення ланцюгової реакції поділу -ядерної реакції, у якій частинки, що викликають реакцію, утворюються як продукти цієї реакції. Ланцюгова реакція поділу характеризується коефіцієнтом розмноженняkнейтронів, який дорівнює відношенню числа нейтронів у даному поколінні до їхнього числа в попередньому поколінні. Необхідною умовоюдля розвитку ланцюгової реакції поділу є вимогаk 1.

Виявляється, що не всі вторинні нейтрони, що утворюються, викликають подальше розподіл ядер, що призводить до зменшення коефіцієнта розмноження. По-перше, через кінцеві розміри активної зони(простір, де відбувається ланцюгова реакція) і великий проникаючої здатності нейтронів частина їх покине активну зону раніше, ніж буде захоплена яким-небудь ядром. По-друге, частина нейтронів захоплюється ядрами домішок, що не діляться, завжди присутніх в активній зоні. Крім того, поряд з розподілом можуть мати місце конкуруючі процеси радіаційного захоплення та непружного розсіювання.

Коефіцієнт розмноження залежить від природи речовини, що ділиться, а для даного ізотопу - від його кількості, а також розмірів і форми активної зони. Мінімальні розміри активної зони, за яких можливе здійснення ланцюгової реакції, називаються критичними розмірами.Мінімальна маса речовини, що ділиться, що знаходиться в системі критичних розмірів, необхідна для здійснення ланцюгової реакції,називається критичною масою.

Швидкість розвитку ланцюгових реакцій різна. Нехай Т- середній час життя одного покоління, а N -число нейтронів у цьому поколінні. У наступному поколінні їхнє число дорівнює kN,тобто приріст числа нейтронів за одне покоління dN = kN-N = N(k- 1). Приріст числа нейтронів за одиницю часу, тобто швидкість

наростання ланцюгової реакції,

dN/dt=N(k-1)/T (266.1)

Інтегруючи (266.1), отримаємо

N=N 0 e (k-1)t/T ,

де No- Число нейтронів у початковий момент часу, а N-їх число в момент часу t. Nвизначається знаком (k-1). При k> 1 йде реакція, що розвивається,кількість поділів безперервно зростає і реакція може стати вибуховою. При k= 1 йде самопідтримувана реакція,при якій кількість нейтронів з часом не змінюється. При k<1 идет затухаюча реакція.

Ланцюгові реакції поділяються на керовані та некеровані.Вибух атомної бомби, наприклад, є некерованою реакцією. Щоб атомна бомба при зберіганні не вибухнула, у ній 235 92 U (або 2 39 94 Pu) ділиться на дві віддалені одна від одної частини з масами нижче критичних. Потім за допомогою звичайного вибуху ці маси зближуються, загальна маса речовини, що ділиться, стає більш критичною і виникає вибухова ланцюгова реакція, що супроводжується миттєвим виділенням величезної кількості енергії і великими руйнуваннями. Вибухова реакція починається за рахунок наявних нейтронів спонтанного поділу або нейтронів космічного випромінювання. Керовані ланцюгові реакції здійснюються в ядерних реакторах (див. §267).

У природі є три ізотопи, які можуть бути ядерним паливом (235 92 U: у природному урані його міститься приблизно 0,7 %) або сировиною для його отримання (232 90 Th і 238 92 U : у природному урані його міститься приблизно 99,3%). 232 90 Th є вихідним продуктом для отримання штучного ядерного палива 233 92 U (див. реакцію (265.2)), a 238 92 U, поглинаючи нейтрони, за допомогою двох послідовних  - -розпадів - для перетворення в ядро 2 39 94 Pu:

Реакції (266.2) та (265.2), таким чином, відкривають реальну можливість відтворення ядерного пального в процесі ланцюгової реакції поділу.