Diferența cheie – Masa subcritică vs critică vs supracritică
Masa subcritică, critică și supercritică se referă la cantitatea de masă a unui material fisionabil utilizat în reacțiile nucleare în lanț. Diferența cheie dintre masa subcritică, critică și supercritică este că masa subcritică este masa unui material fisionabil care nu este suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț, în timp ce masa critică este masa unui material fisionabil necesară pentru a susține o reacție nucleară în lanț și masa supercritică a unui material fisionabil este masa care este mai mult decât suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț.
O reacție nucleară în lanț este o serie de reacții de fisiune. O reacție de fisiune nucleară este procesul de eliberare a unui neutron dintr-un nucleu atomic instabil. Când acest neutron eliberat interacționează cu un alt izotop instabil, noul izotop suferă și fisiune nucleară, eliberând un alt neutron. În mod similar, are loc un lanț de reacții.
Ce este masa subcritică?
Masa subcritică este masa unui material fisionabil care nu este suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț. Pentru a iniția o reacție în lanț de fisiune, ar trebui să existe o cantitate minimă necesară de masă a izotopului fisionabil (cunoscută sub numele de masă critică). Masa subcritică este întotdeauna o cantitate mai mică decât cea a masei critice; prin urmare, masa subcritică a unui material fisionabil nu poate susține o reacție în lanț de fisiune.
Numărul de neutroni prezenți într-o masă subcritică de material fisionabil va scădea exponențial în timp, deoarece nu există suficienți izotopi care să poată elibera mai mulți neutroni prin interacțiunea cu neutronii existenți.
Ce este masa critică?
Masa critică este cea mai mică cantitate de masă a unui material fisionabil care este necesară pentru a susține o reacție nucleară în lanț. Cantitatea de masă critică depinde de proprietățile nucleare ale materialului fisionabil, densitatea, forma și îmbogățirea materialului fisionabil.
Figura 1: masa izotopilor determină numărul de fisiuni.
Puritatea izotopului este, de asemenea, importantă în determinarea cantității de masă critică. De exemplu, dacă puritatea este mare, masa critică este scăzută. Factorii externi care afectează valoarea masei critice sunt temperatura și mediul înconjurător al materialului fisionabil.
Ce este masa supercritică?
Masa supercritică a unui material fisionabil este masa care este mai mult decât suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț. Când există o masă supercritică într-un sistem care are reacții în lanț de fisiune, viteza de fisiune va crește cu timpul. Acest lucru se datorează faptului că probabilitatea ca un neutron să interacționeze cu izotopul este foarte mare, există mulți izotopi prezenți în acel sistem. Cu toate acestea, după un timp, sistemul obține o stare de echilibru în care cantitatea de masă a fost scăzută la masa critică.
Care este diferența dintre masa critică subcritică și masa supercritică?
Subcritic vs Critic vs Supercritical Mass |
|
| Masa subcritică | Masa subcritică este masa unui material fisionabil care nu este suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț. |
| Masa critică | Masa critică este cea mai mică cantitate de masă a unui material fisionabil care este necesară pentru a susține o reacție nucleară în lanț. |
| Masa supercritică | Masa supercritică a unui material fisionabil este masa care este mai mult decât suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț. |
| Valoarea masei | |
| Masa subcritică | Masa subcritică este o cantitate mai mică decât masa critică. |
| Masa critică | Masa critică este cea mai mică cantitate de masă necesară pentru inițierea unei reacții de fisiune în lanț. |
| Masa supercritică | Masa supercritică este o cantitate mai mare decât masa critică. |
| Rata de reacție | |
| Masa subcritică | Viteza de reacție scade cu timpul în prezența masei subcritice. |
| Masa critică | Viteza de reacție scade cu timpul în prezența masei critice. |
| Masa supercritică | Viteza de reacție scade cu timpul în prezența masei supercritice. |
Rezumat – Masa critică subcritică versus masa supercritică
O reacție de fisiune nucleară poate iniția mai multe fisiuni ulterioare care conduc la crearea de reacții în lanț de fisiune. Pe baza cantității de masă necesară pentru progresie și pentru a susține o reacție în lanț, există trei tipuri de mase numite masă subcritică, masă critică și masă supercritică. Diferența cheie între masa critică subcritică și masa supercritică este că masa subcritică este masa unui material fisionabil care nu este suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț, în timp ce masa critică este masa unui material fisionabil necesară pentru o reacție nucleară susținută în lanț și masa supercritică. a unui material fisionabil este masa care este mai mult decât suficientă pentru a susține o reacție nucleară în lanț.
