Galvenā atšķirība - subkritiskā un kritiskā pret superkritisko masu
Subkritiskā, kritiskā un superkritiskā masa attiecas uz kodola ķēdes reakcijās izmantotā skaldāmā materiāla masas daudzumu. galvenā atšķirība starp subkritisko, kritisko un superkritisko masu ir tā, ka subkritiskā masa ir skaldāmā materiāla masa, ar kuru nepietiek, lai uzturētu kodolenerģijas ķēdes reakciju, turpretim kritiskā masa ir skaldāmā materiāla masa, kas nepieciešama kodolķēdes reakcijas uzturēšanai, un skaldmateriāla superkritiskā masa ir masa, kas ir vairāk nekā pietiekama, lai uzturētu kodolķēdes reakciju.
Kodola ķēdes reakcija ir skaldīšanas reakciju virkne. Kodola skaldīšanas reakcija ir neitrona atbrīvošanās no nestabila atoma kodola. Kad šis atbrīvotais neitrons mijiedarbojas ar citu nestabilu izotopu, jaunais izotops arī tiek sadalīts kodolā, atbrīvojot citu neitronu. Līdzīgi notiek reakciju ķēde.
Kas ir subkritiskā masa?
Subkritiskā masa ir skaldāmā materiāla masa, kas nav pietiekama, lai uzturētu kodola ķēdes reakciju. Lai uzsāktu skaldīšanas ķēdes reakciju, ir jābūt minimālam nepieciešamajam skaldāmā izotopa masas daudzumam (pazīstamam kā kritiskā masa). Subkritiskā masa vienmēr ir mazāka nekā kritiskā masa; tāpēc skaldāmā materiāla subkritiskā masa nevar uzturēt skaldīšanas ķēdes reakciju.
Skaldmateriāla subkritiskajā masā esošo neitronu skaits laika gaitā eksponenciāli samazināsies, jo nav pietiekami daudz izotopu, kas spētu atbrīvot vairāk neitronu, mijiedarbojoties ar esošajiem neitroniem.
Kas ir kritiskā masa?
Kritiskā masa ir mazākais skaldāmā materiāla masas daudzums, kas nepieciešams, lai uzturētu kodola ķēdes reakciju. Kritiskās masas apjoms ir atkarīgs no skaldāmā materiāla kodolīpašībām, blīvuma, formas un skaldmateriāla bagātināšanas.
1. attēls. Izotopu masa nosaka skaldīšanas gadījumu skaitu.
Izotopa tīrība ir svarīga arī kritiskās masas daudzuma noteikšanā. Piemēram, ja tīrība ir augsta, kritiskā masa ir zema. Ārējie faktori, kas ietekmē kritiskās masas vērtību, ir skaldāmā materiāla temperatūra un apkārtne.
Kas ir superkritiskā masa?
Skaldmateriāla superkritiskā masa ir masa, kas ir vairāk nekā pietiekama, lai uzturētu kodola ķēdes reakciju. Ja sistēmā, kurā notiek skaldīšanas ķēdes reakcijas, ir superkritiskā masa, dalīšanās ātrums ar laiku palielināsies. Tas ir tāpēc, ka neitronu mijiedarbības ar izotopu iespējamība ir ļoti augsta, un šajā sistēmā ir daudz izotopu. Tomēr pēc kāda laika sistēma iegūst līdzsvara stāvokli, kurā masas daudzums ir samazināts līdz kritiskajai masai.
Kāda ir atšķirība starp subkritisko un superkritisko masu?
Subkritiskā pret kritisko pret superkritisko masu |
|
| Subkritiskā masa | Subkritiskā masa ir skaldāmā materiāla masa, ar kuru nepietiek, lai uzturētu kodolenerģijas ķēdes reakciju. |
| Kritiskā masa | Kritiskā masa ir mazākais skaldmateriāla masas daudzums, kas nepieciešams, lai uzturētu kodolenerģijas ķēdes reakciju. |
| Superkritiskā masa | Skaldmateriāla superkritiskā masa ir masa, kas ir vairāk nekā pietiekama, lai uzturētu kodolenerģijas ķēdes reakciju. |
| Masas daudzums | |
| Subkritiskā masa | Subkritiskā masa ir mazāka par kritisko masu. |
| Kritiskā masa | Kritiskā masa ir mazākais masas daudzums, kas nepieciešams, lai sāktu skaldīšanas ķēdes reakciju. |
| Superkritiskā masa | Superkritiskā masa ir lielāka par kritisko masu. |
| Reakcijas ātrums | |
| Subkritiskā masa | Subkritiskās masas klātbūtnē reakcijas ātrums ar laiku samazinās. |
| Kritiskā masa | Reakcijas ātrums ar laiku samazinās kritiskās masas klātbūtnē. |
| Superkritiskā masa | Superkritiskās masas klātbūtnē reakcijas ātrums ar laiku samazinās. |
Kopsavilkums - subkritiskā un virskritiskā masa
Kodolskaldīšanās reakcija var izraisīt vairākas sekojošas skaldīšanas, kas izraisa skaldīšanas ķēdes reakciju veidošanos. Pamatojoties uz masas daudzumu, kas nepieciešams progresēšanai un ķēdes reakcijas uzturēšanai, ir trīs veidu masas, ko sauc par subkritisko masu, kritisko masu un superkritisko masu. galvenā atšķirība starp subkritisko kritisko un superkritisko masu ir tāda, ka subkritiskā masa ir skaldāmā materiāla masa, ar kuru nepietiek, lai uzturētu kodolenerģijas ķēdes reakciju, savukārt kritiskā masa ir skaldāmā materiāla masa, kas nepieciešama ilgstošai kodolķēdes reakcijai, un superkritiskā masa. skaldāmā materiāla masa ir vairāk nekā pietiekama, lai uzturētu kodola ķēdes reakciju.
