Kluczowa różnica - masa podkrytyczna vs krytyczna vs masa nadkrytyczna
Masa podkrytyczna, krytyczna i nadkrytyczna odnoszą się do ilości masy materiału rozszczepialnego używanego w jądrowych reakcjach łańcuchowych. Kluczowa różnica między masą podkrytyczną, krytyczną i nadkrytyczną polega na tym, że masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, która nie jest wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej, podczas gdy masa krytyczna jest masą materiału rozszczepialnego wymaganą do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej, oraz masa nadkrytyczna materiału rozszczepialnego to masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej.
Reakcja łańcucha jądrowego to seria reakcji rozszczepienia. Reakcja rozszczepienia jądrowego to proces uwalniania neutronu z niestabilnego jądra atomowego. Kiedy uwolniony neutron wchodzi w interakcję z innym niestabilnym izotopem, nowy izotop również ulega rozszczepieniu jądrowemu, uwalniając kolejny neutron. Podobnie zachodzi łańcuch reakcji.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Co to jest masa podkrytyczna
3. Co to jest masa krytyczna
4. Co to jest masa nadkrytyczna
5. Porównanie obok siebie - masa podkrytyczna vs masa krytyczna vs masa nadkrytyczna w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest masa podkrytyczna?
Masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, która nie wystarcza do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. Aby zapoczątkować reakcję łańcuchową rozszczepienia, powinna istnieć minimalna wymagana ilość masy izotopu rozszczepialnego (zwana masą krytyczną). Masa podkrytyczna jest zawsze mniejsza niż masa krytyczna; dlatego też podkrytyczna masa materiału rozszczepialnego nie może wytrzymać reakcji łańcuchowej rozszczepienia.
Liczba neutronów obecnych w podkrytycznej masie materiału rozszczepialnego będzie z czasem wykładniczo maleć, ponieważ nie ma wystarczającej liczby izotopów, które są w stanie uwolnić więcej neutronów poprzez interakcję z istniejącymi neutronami.
Co to jest masa krytyczna?
Masa krytyczna to najmniejsza masa materiału rozszczepialnego wymagana do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. Ilość masy krytycznej zależy od właściwości jądrowych materiału rozszczepialnego, gęstości, kształtu i wzbogacenia materiału rozszczepialnego.
Rysunek 1: Masa izotopów determinuje liczbę rozszczepień.
Czystość izotopu jest również ważna przy określaniu ilości masy krytycznej. Na przykład, jeśli czystość jest wysoka, masa krytyczna jest niska. Czynnikami zewnętrznymi, które wpływają na wartość masy krytycznej, są temperatura i otoczenie materiału rozszczepialnego.
Co to jest masa nadkrytyczna?
Masa nadkrytyczna materiału rozszczepialnego to masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. Kiedy w układzie, w którym występują reakcje łańcuchowe rozszczepienia, występuje masa nadkrytyczna, szybkość rozszczepienia będzie rosła z czasem. Dzieje się tak, ponieważ prawdopodobieństwo interakcji neutronu z izotopem jest bardzo wysokie, w tym układzie znajduje się wiele izotopów. Jednak po pewnym czasie układ osiąga stan równowagi, w którym ilość masy została obniżona do masy krytycznej.
Jaka jest różnica między masą podkrytyczną i masą nadkrytyczną?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Masa podkrytyczna vs krytyczna vs masa nadkrytyczna |
|
| Masa podkrytyczna | Masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, która nie wystarcza do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. |
| Masa Krytyczna | Masa krytyczna to najmniejsza masa materiału rozszczepialnego wymagana do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. |
| Masa nadkrytyczna | Masa nadkrytyczna materiału rozszczepialnego to masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. |
| Ilość mszy | |
| Masa podkrytyczna | Masa podkrytyczna jest mniejsza niż masa krytyczna. |
| Masa Krytyczna | Masa krytyczna to najmniejsza masa wymagana do zainicjowania reakcji łańcuchowej rozszczepienia. |
| Masa nadkrytyczna | Masa nadkrytyczna jest większa niż masa krytyczna. |
| Szybkość reakcji | |
| Masa podkrytyczna | Szybkość reakcji maleje z czasem w obecności masy podkrytycznej. |
| Masa Krytyczna | Szybkość reakcji zmniejsza się z czasem w obecności masy krytycznej. |
| Masa nadkrytyczna | Szybkość reakcji maleje z czasem w obecności masy nadkrytycznej. |
Podsumowanie - Podkrytyczna masa krytyczna a masa nadkrytyczna
Reakcja rozszczepienia jądrowego może zapoczątkować kilka kolejnych rozszczepień, które prowadzą do powstania reakcji łańcuchowych rozszczepienia. W zależności od ilości masy wymaganej do progresji i podtrzymania reakcji łańcuchowej, istnieją trzy typy mas nazywane jako masa podkrytyczna, masa krytyczna i masa nadkrytyczna. Kluczowa różnica między podkrytyczną masą krytyczną i nadkrytyczną polega na tym, że masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, która nie jest wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej, podczas gdy masa krytyczna jest masą materiału rozszczepialnego wymaganą do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej i masą nadkrytyczną materiału rozszczepialnego to masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej.
