Kľúčový rozdiel - podkritická vs. kritická vs. superkritická hmotnosť
Subkritická, kritická a superkritická hmotnosť sa týka množstva hmoty štiepneho materiálu použitého pri jadrových reťazových reakciách. Kľúčovým rozdielom medzi podkritickou, kritickou a superkritickou hmotou je to, že podkritická hmotnosť je hmotnosť štiepneho materiálu, ktorá nestačí na udržanie jadrovej reťazovej reakcie, zatiaľ čo kritická hmotnosť je hmotnosť štiepneho materiálu potrebného na udržanie jadrovej reťazovej reakcie, a superkritická hmotnosť štiepneho materiálu je hmotnosť, ktorá je viac než dostatočná na udržanie jadrovej reťazovej reakcie.
Jadrová reťazová reakcia je séria štiepnych reakcií. Reakcia jadrového štiepenia je proces uvoľňovania neutrónu z nestabilného atómového jadra. Keď tento uvoľnený neutrón interaguje s iným nestabilným izotopom, podstúpi nový izotop aj jadrové štiepenie a uvoľní ďalší neutrón. Podobne prebieha reťaz reakcií.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je podkritická hmotnosť
3. Čo je kritická hmotnosť
4. Čo je superkritická hmotnosť
5. Porovnanie vedľa seba - podkritická vs kritická vs. superkritická hmotnosť v tabuľkovej forme
6. Zhrnutie
Čo je podkritická omša?
Podkritická hmotnosť je hmotnosť štiepneho materiálu, ktorá nestačí na udržanie jadrovej reťazovej reakcie. Na spustenie štiepnej reťazovej reakcie by malo byť potrebné minimálne množstvo hmoty štiepneho izotopu (známe ako kritická hmotnosť). Podkritická hmotnosť je vždy menšie množstvo ako množstvo kritickej hmotnosti; preto podkritická hmotnosť štiepneho materiálu nemôže udržať štiepnu reťazovú reakciu.
Počet neutrónov prítomných v podkritickej hmote štiepneho materiálu sa s časom exponenciálne zníži, pretože nie je k dispozícii dostatok izotopov, ktoré sú schopné uvoľniť viac neutrónov interakciou s existujúcimi neutrónmi.
Čo je kritická omša?
Kritická hmotnosť je najmenšie množstvo hmoty štiepneho materiálu, ktoré je potrebné na udržanie jadrovej reťazovej reakcie. Množstvo kritického množstva závisí od jadrových vlastností štiepneho materiálu, hustoty, tvaru a obohatenia štiepneho materiálu.
Obrázok 1: Hmotnosť izotopov určuje počet štiepení.
Čistota izotopu je tiež dôležitá pri určovaní množstva kritickej hmotnosti. Napríklad, ak je čistota vysoká, kritická hmotnosť je nízka. Vonkajšie faktory, ktoré ovplyvňujú hodnotu kritického množstva, sú teplota a okolie štiepneho materiálu.
Čo je to superkritická omša?
Superkritická hmotnosť štiepneho materiálu je hmotnosť, ktorá je viac než dostatočná na udržanie jadrovej reťazovej reakcie. Keď je v systéme superkritická hmotnosť, ktorá má štiepne reťazové reakcie, rýchlosť štiepenia sa bude časom zvyšovať. Je to preto, že pravdepodobnosť interakcie neutrónu s izotopom je veľmi vysoká, že v tomto systéme je veľa izotopov. Avšak po určitom čase systém získa rovnovážny stav, pri ktorom bolo množstvo hmoty znížené na kritické množstvo.
Aký je rozdiel medzi podkritickou kritickou a superkritickou masou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Subkritická vs kritická vs superkritická hmotnosť |
|
| Podkritická omša | Podkritická hmotnosť je hmotnosť štiepneho materiálu, ktorá nestačí na udržanie jadrovej reťazovej reakcie. |
| Kritické množstvo | Kritická hmotnosť je najmenšie množstvo hmoty štiepneho materiálu, ktoré je potrebné na udržanie jadrovej reťazovej reakcie. |
| Superkritická omša | Superkritická hmotnosť štiepneho materiálu je hmotnosť, ktorá je viac než dostatočná na udržanie jadrovej reťazovej reakcie. |
| Množstvo omše | |
| Podkritická omša | Podkritická hmotnosť je menšie množstvo ako kritická hmotnosť. |
| Kritické množstvo | Kritická hmotnosť je najmenšie množstvo hmoty potrebné na začatie štiepnej reťazovej reakcie. |
| Superkritická omša | Superkritická hmotnosť je väčšie množstvo ako kritická hmotnosť. |
| Rýchlosť reakcie | |
| Podkritická omša | Reakčná rýchlosť klesá s časom v prítomnosti podkritickej hmoty. |
| Kritické množstvo | Reakčná rýchlosť klesá s časom v prítomnosti kritického množstva. |
| Superkritická omša | Reakčná rýchlosť klesá s časom v prítomnosti superkritickej hmoty. |
Zhrnutie - subkritická kritická vs. superkritická hmotnosť
Jadrová štiepna reakcia môže iniciovať niekoľko nasledujúcich štiepení, ktoré vedú k vytvoreniu štiepnych reťazových reakcií. Na základe množstva hmoty potrebnej na postup a udržanie reťazovej reakcie existujú tri typy hmôt pomenovaných ako podkritická hmotnosť, kritická hmotnosť a superkritická hmotnosť. Kľúčovým rozdielom medzi podkritickou kritickou a superkritickou hmotou je to, že podkritická hmotnosť je hmotnosť štiepneho materiálu, ktorá nestačí na udržanie jadrovej reťazovej reakcie, zatiaľ čo kritická hmotnosť je hmotnosť štiepneho materiálu potrebného na trvalú jadrovú reakciu a superkritickú hmotnosť štiepneho materiálu je hmotnosť, ktorá je viac než dostatočná na udržanie jadrovej reťazovej reakcie.
