Ключевое различие - субкритическая, критическая и сверхкритическая масса
Докритическая, критическая и сверхкритическая масса относится к количеству массы делящегося материала, используемого в ядерных цепных реакциях. Ключевое различие между докритической, критической и сверхкритической массой состоит в том, что подкритическая масса - это масса делящегося материала, которой недостаточно для поддержания ядерной цепной реакции, тогда как критическая масса - это масса делящегося материала, необходимая для поддержания цепной ядерной реакции, и сверхкритическая масса делящегося материала - это масса, более чем достаточная для поддержания цепной ядерной реакции.
Цепная ядерная реакция - это серия реакций деления. Реакция ядерного деления - это процесс высвобождения нейтрона из нестабильного атомного ядра. Когда этот выпущенный нейтрон взаимодействует с другим нестабильным изотопом, новый изотоп также подвергается ядерному делению, высвобождая еще один нейтрон. Точно так же происходит цепочка реакций.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Обзор и основные отличия
2. Что такое подкритическая масса
3. Что такое критическая масса
4. Что такое сверхкритическая масса
5. Параллельное сравнение - подкритическая, критическая и сверхкритическая масса в табличной форме
6. Резюме
Что такое докритическая масса?
Докритическая масса - это масса делящегося материала, которой недостаточно для поддержания цепной ядерной реакции. Чтобы инициировать цепную реакцию деления, должна быть минимально необходимая масса делящегося изотопа (известная как критическая масса). Докритическая масса всегда меньше, чем критическая масса; следовательно, докритическая масса делящегося материала не может выдержать цепную реакцию деления.
Количество нейтронов, присутствующих в докритической массе делящегося материала, будет экспоненциально уменьшаться со временем, потому что не хватает изотопов, которые могли бы испустить больше нейтронов, взаимодействуя с существующими нейтронами.
Что такое критическая масса?
Критическая масса - это наименьшее количество массы делящегося материала, которое требуется для поддержания цепной ядерной реакции. Величина критической массы зависит от ядерных свойств делящегося материала, плотности, формы и обогащения делящегося материала.
Рисунок 1: Масса изотопов определяет количество делений.
Чистота изотопа также важна для определения критической массы. Например, если чистота высокая, критическая масса низкая. Внешними факторами, влияющими на значение критической массы, являются температура и окружение делящегося материала.
Что такое сверхкритическая масса?
Сверхкритическая масса делящегося материала - это масса, более чем достаточная для поддержания цепной ядерной реакции. Когда в системе, имеющей цепные реакции деления, имеется сверхкритическая масса, скорость деления со временем будет увеличиваться. Это связано с тем, что вероятность взаимодействия нейтрона с изотопом очень высока, поскольку в этой системе присутствует много изотопов. Однако через некоторое время система переходит в состояние равновесия, в котором количество массы снижается до критической.
В чем разница между докритической и сверхкритической массой?
Различать статью в середине перед таблицей
Субкритическая, критическая и сверхкритическая масса |
|
| Докритическая масса | Докритическая масса - это масса делящегося материала, которой недостаточно для поддержания цепной ядерной реакции. |
| Критическая масса | Критическая масса - это наименьшее количество массы делящегося материала, которое требуется для поддержания цепной ядерной реакции. |
| Сверхкритическая масса | Сверхкритическая масса делящегося материала - это масса, более чем достаточная для поддержания цепной ядерной реакции. |
| Количество массы | |
| Докритическая масса | Докритическая масса меньше критической. |
| Критическая масса | Критическая масса - это наименьшее количество массы, необходимое для начала цепной реакции деления. |
| Сверхкритическая масса | Сверхкритическая масса больше критической. |
| Скорость реакции | |
| Докритическая масса | Скорость реакции снижается со временем в присутствии докритической массы. |
| Критическая масса | Скорость реакции уменьшается со временем при наличии критической массы. |
| Сверхкритическая масса | Скорость реакции уменьшается со временем в присутствии сверхкритической массы. |
Резюме - Докритическая критическая масса против сверхкритической массы
Реакция ядерного деления может инициировать несколько последующих делений, что приводит к созданию цепных реакций деления. В зависимости от количества массы, необходимой для развития и поддержания цепной реакции, существует три типа масс, называемых докритической массой, критической массой и сверхкритической массой. Ключевое различие между докритической критической и сверхкритической массой состоит в том, что подкритическая масса - это масса делящегося материала, которой недостаточно для поддержания ядерной цепной реакции, в то время как критическая масса - это масса делящегося материала, необходимая для устойчивой цепной ядерной реакции и сверхкритической массы. делящегося материала - это масса, которой более чем достаточно для поддержания цепной ядерной реакции.
