Hovedforskjell - subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse
Subkritisk, kritisk og superkritisk masse refererer til mengden masse av et fissilt materiale som brukes i kjernekjedereaksjoner. Hovedforskjellen mellom subkritisk, kritisk og superkritisk masse er at subkritisk masse er massen til et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon, mens kritisk masse er massen av et fissilt materiale som kreves for å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon, og superkritisk masse av et fissilt materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon.
En kjernefysisk kjedereaksjon er en serie fisjonsreaksjoner. En kjernefisjoneringsreaksjon er prosessen med å frigjøre et nøytron fra en ustabil atomkjerne. Når dette frigitte nøytronet samhandler med en annen ustabil isotop, gjennomgår den nye isotopen også kjernefisjon, og frigjør en ny nøytron. Tilsvarende skjer en kjede av reaksjoner.
INNHOLD
1. Oversikt og
nøkkelforskjell 2. Hva er subkritisk masse
3. Hva er kritisk masse
4. Hva er superkritisk masse
5. Sammenligning side om side - Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse i tabellform
6. Sammendrag
Hva er subkritisk masse?
Subkritisk masse er massen av et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. For å iverksette en fisjonskjedereaksjon, bør det være en minst mulig mengde masse av den fissile isotopen (kjent som den kritiske massen). Den subkritiske massen er alltid mindre enn den kritiske massen; derfor kan den subkritiske massen til et fissilt materiale ikke opprettholde en fisjonskjedereaksjon.
Antall nøytroner som er tilstede i en subkritisk masse av fissilt materiale vil eksponensielt reduseres med tiden fordi det ikke er tilstrekkelige isotoper som er i stand til å frigjøre flere nøytroner ved å samhandle med de eksisterende nøytronene.
Hva er kritisk masse?
Kritisk masse er den minste massen av et fissilt materiale som er nødvendig for å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. Mengden kritisk masse avhenger av kjernefysiske egenskaper til det spaltbare materialet, tetthet, form og berikelse av spaltbart materiale.
Figur 1: Massen av isotoper bestemmer antall fisjoner.
Renheten til isotopen er også viktig for å bestemme mengden kritisk masse. For eksempel, hvis renheten er høy, er den kritiske massen lav. De ytre faktorene som påvirker verdien av kritisk masse er temperaturen og omgivelsene til det fissile materialet.
Hva er superkritisk masse?
Superkritisk masse av et spaltbart materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. Når det er superkritisk masse i et system som har fisjonskjedereaksjoner, vil fisjonens hastighet øke med tiden. Dette er fordi sannsynligheten for at et nøytron samhandler med isotopen er veldig høyt. Det er mange isotoper til stede i det systemet. Etter noen tid oppnår systemet imidlertid en likevektstilstand der massemengden er senket til den kritiske massen.
Hva er forskjellen mellom subkritisk kritisk og superkritisk masse?
Diff Article Midt før tabell
Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse |
|
| Subkritisk messe | Subkritisk masse er massen av et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. |
| Kritisk masse | Kritisk masse er den minste massen av et fissilt materiale som er nødvendig for å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. |
| Superkritisk messe | Superkritisk masse av et spaltbart materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. |
| Mengde masse | |
| Subkritisk messe | Subkritisk masse er mindre enn kritisk masse. |
| Kritisk masse | Kritisk masse er den minste mengden masse som kreves for at en fisjonskjedereaksjon skal igangsettes. |
| Superkritisk messe | Superkritisk masse er høyere enn kritisk masse. |
| Reaksjonsrate | |
| Subkritisk messe | Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av subkritisk masse. |
| Kritisk masse | Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av kritisk masse. |
| Superkritisk messe | Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av superkritisk masse. |
Sammendrag - Underkritisk kritisk vs superkritisk masse
En kjernefysisk fisjonreaksjon kan starte flere påfølgende fisjoner som fører til dannelse av fisjonskjedereaksjoner. Basert på mengden masse som kreves for progresjonen og for å opprettholde en kjedereaksjon, er det tre typer masser kalt subkritisk masse, kritisk masse og superkritisk masse. Hovedforskjellen mellom subkritisk kritisk og superkritisk masse er at subkritisk masse er massen til et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon, mens kritisk masse er massen av et fissilt materiale som kreves for en vedvarende kjernekjedereaksjon og superkritisk masse av et fissilt materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon.
