Jaderna puma a její výroba v amatérských podmínkách

Principem jaderne pumy je nahle uvolneni velkeho mnozstvi energie ve
forme elektromagnetickeho zareni pestre palety vlnovych delek a
kineticke energie vzniklych castic. Tato energie vznika pri stepeni
atomoveho jadra za dodani maleho mnozstvi energie zachycenym neutronem.
Z prirozenych nuklidu je pouze nuklid 235U schopny samovolneho stepeni
jadra po zachytu tepelneho neutronu. Jadro tohoto izotopu uranu je jiz v
klidovem stavu deformovane, po zachyceni neutronu se rozkmita a posleze
se zaskrcuje a rozpada na dve stepne trosky, 2-3 neutrony (ale nekdy i
0-8) stepici dalsi jadra a zpusobujici retezovou reakci a nekolik kvant
zareni X. Stepne reakci vsak konkuruje reakce (n,X), protoze emise
fotonu je alternativni metoda ztraty energie. Neutron vsak muze byt
zachycen i jadrem 238U, pricemz probihaji reakce 238U(n,X) ---> 239U,
239U ---> 239Np ---> 239Pu. Teto reakce se vyuziva v tzv. mnozivych
reaktorech, perspektivnich pro jadernou energetiku, protoze vznikajici
plutonium lze pouzit jako stepny material pro jadernou reakci.

Stepna reakce probiha podle rovnice:


1 235 A1 A2 1
n + U ---> L + M + z n + x X
0 Z1 Z2 0

kde Z1 + Z2 = 92, A1 + A2 + z = 236 a z = 2.41.

Produkty stepne reakce jsou velmi ruznorode. Muze vzniknout pres 90
ruznych jader s vytezky mezi 0.001 ppm az 7%. Maximalni vytezky jsou pri
stepeni tepelnymi neutrony v oblasti jader s A = 85-105 a A = 130-150,
pri stepeni rychlymi neutrony (obvykle v mnozivych reaktorech a zejmena
v jadernych zbranich) mezi 158-178. V nezanedbatelnem mnozstvi vznika
jeste treti jadro - tzv. minoritni stepna troska, kterou je obvykle
tritium, helium, lithium ci beryllium. Pomer A/Z u vznikajicich jader je
stejny jako u 236U, tedy 1.57 coz je pro dane nuklidy nevyhodne a pomer
se upravuje negatronovou premenou v kratsich ci delsich generickych
retezcich (lze odvodit z tabulkovych udaju). Celkova energie uvolnena
pri stepne reakci je 211 MeV (vcetne energie vznikle pri radioaktivnich
premenach sekundarnich produktu - cca 14 MeV).