Почему в природном уране цепная реакция деления не осуществляется сама собой?

В природном уране, содержащем около 0,7% изотопа урана-235 и преобладающий изотоп урана-238 (около 99,3%), цепная реакция деления не осуществляется сама собой из-за нескольких факторов:

1. Низкая концентрация урана-235: Уран-235 является основным изотопом, способным поддерживать цепную реакцию деления. Однако его содержание в природном уране слишком низкое для самоподдерживающейся реакции. Для поддержания цепной реакции деления требуется более высокая концентрация урана-235, которая достигается путем процесса обогащения урана, при котором содержание урана-235 увеличивается до требуемого уровня (обычно около 3-5%).
2. Низкая вероятность захвата медленных нейтронов: Медленные нейтроны, которые могут вызвать деление ядер урана-235, должны быть захвачены этими ядрами. Однако уран-238, который преобладает в природном уране, имеет меньшую вероятность захвата медленных нейтронов и более высокую вероятность отражения или поглощения нейтронов без деления ядер. Это затрудняет возникновение самоподдерживающейся реакции деления.
3. Недостаток модераторов: Модераторы, такие как вода или графит, необходимы для замедления быстрых нейтронов, чтобы они стали эффективными для деления урана-235. В природном окружающем нас материале (например, в природном уране) обычно отсутствует достаточное количество модераторов, чтобы обеспечить эффективную модерацию нейтронов и поддерживать цепную реакцию деления.

Все эти факторы вместе приводят к тому, что в природном уране цепная реакция деления не может происходить сама собой. Однако с использованием специально обогащенного урана-235 и контролирующих систем, таких как ядерные реакторы, можно создать условия для поддержания и управления цепной реакцией деления.