Kľúčový rozdiel - kontrolovaná vs nekontrolovaná reťazová reakcia
Kľúčovým rozdielom medzi riadenými a nekontrolovanými reťazovými reakciami je, že riadené reťazové reakcie nevedú k žiadnym výbušným účinkom, zatiaľ čo nekontrolované reťazové reakcie vedú k uvoľneniu výbušnej energie.
Pojmy riadené reťazové reakcie a nekontrolované reťazové reakcie sú diskutované v rámci jadrovej chémie. Jadrová reťazová reakcia nastáva, keď jedna jadrová reakcia spôsobí postupnosť niektorých ďalších jadrových reakcií následne. Tieto reťazové reakcie uvoľňujú veľmi vysoké množstvo energie.
OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je to riadená reťazová reakcia
3. Čo je to nekontrolovaná reťazová reakcia
4. Porovnanie vedľa seba - kontrolovaná vs nekontrolovaná reťazová reakcia v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie
Čo je to riadená reťazová reakcia?
Riadená reťazová reakcia je reťazec jadrových reakcií, ktoré prebiehajú následne za kontrolovaných podmienok. Pochopme tento koncept, pričom ako príklad použijeme jadrové štiepne reakcie. Štiepna reťazová reakcia prebieha, keď sa neutrón a štiepny izotop vzájomne ovplyvňujú. Táto interakcia spôsobuje uvoľnenie niektorých neutrónov zo štiepneho jadra. Tieto uvoľnené neutróny môžu interagovať s inými štiepnymi izotopmi a spôsobiť iniciáciu následných štiepnych reakcií. Ak sú tieto reakcie riadené a regulované správne, nazýva sa to riadená reťazová reakcia. Reakcie riadeného štiepenia sa môžu uskutočňovať za prítomnosti moderátorov.
Jadrové elektrárne používajú riadené reťazové reakcie. Tam sú reťazové reakcie riadené riadením rýchlosti jadrových reakcií. Kontrolované reťazové reakcie sa dajú ľahko previesť do nekontrolovanej formy. Reakcie je možné riadiť reguláciou množstva použitého východiskového materiálu (štiepneho izotopu). Napríklad, ak je množstvo použitého uránu vysoké, potom bude tiež vysoká reakčná rýchlosť, pretože potom je vysoká pravdepodobnosť interakcie neutrónu s štiepnym izotopom. Potom sa reakcia stane neovládateľnou. A tiež reguláciou času reakcie možno z jadrovej reťazovej reakcie urobiť kontrolovanú reakciu. Keď sa zníži čas reakcie, je pravdepodobnosť interakcie neutrónu so štiepnym izotopom nízka. Potom je možné reakciu ľahko regulovať.
Čo je to nekontrolovaná reťazová reakcia?
Nekontrolovaná reťazová reakcia je reťazec jadrových reakcií, ktoré prebiehajú následne, ale nie za kontrolovaných podmienok. Preto môže byť nekontrolovaná reťazová reakcia vysoko výbušná. Je to preto, že tieto reakcie môžu naraz uvoľniť veľmi vysoké množstvo energie.
Obrázok 01: Nekontrolovaná reťazová reakcia
Napríklad rádioaktívny izotop Urán-235 môže podstúpiť jadrové štiepenie a pomaly uvoľňovať neutrón. Jeden izotop uvoľňuje naraz tri neutróny. Tieto tri neutróny môžu reagovať s tromi ďalšími izotopmi uránu-235 za uvoľnenia 9 neutrónov (3 neutróny na každý izotop). Rovnako tak bude postupovať reťazová reakcia a uvoľní veľmi vysoké množstvo energie. Tieto nekontrolované jadrové reťazové reakcie sa používajú v jadrových bombách.
Aký je rozdiel medzi kontrolovanou a nekontrolovanou reťazovou reakciou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Kontrolovaná vs nekontrolovaná reťazová reakcia |
|
| Riadená reťazová reakcia je reťazec jadrových reakcií, ktoré prebiehajú následne za kontrolovaných podmienok. | Nekontrolovaná reťazová reakcia je reťazec jadrových reakcií, ktoré prebiehajú následne, ale nie za kontrolovaných podmienok. |
| Komponenty | |
| Riadená reťazová reakcia sa uskutočňuje za prítomnosti moderátorov. | Nekontrolovaná reťazová reakcia sa uskutočňuje za neprítomnosti moderátorov. |
| Kontrolné opatrenia | |
| Jadrová reťazová reakcia sa prevádza na riadenú reťazovú reakciu reguláciou množstva prítomných štiepnych izotopov, znižovaním času reakcie a použitím moderátorov. | Nekontrolovaná reťazová reakcia nemá žiadne kontrolné opatrenia. |
| Aplikácie | |
| V jadrových elektrárňach sa na výrobu elektriny používajú riadené reťazové reakcie. | V jadrových bombách sa používajú nekontrolované reťazové reakcie. |
Zhrnutie - kontrolovaná vs nekontrolovaná reťazová reakcia
Jadrové reťazové reakcie možno nájsť hlavne v súvislosti s reakciami jadrového štiepenia. jadrové štiepenie je rozpad nestabilného atómového jadra. Rozdiel medzi riadenými a nekontrolovanými reťazovými reakciami je ten, že riadené reťazové reakcie nevedú k žiadnym výbušným účinkom, zatiaľ čo nekontrolované reťazové reakcie vedú k uvoľneniu výbušnej energie.
