Ključna razlika – podkritična vs kritična vs superkritična masa
Podkritična, kritična i superkritična masa odnose se na količinu mase fisijskog materijala koji se koristi u nuklearnim lančanim reakcijama. Ključna razlika između subkritične, kritične i superkritične mase je u tome što je podkritična masa masa fisijskog materijala koja nije dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije, dok je kritična masa masa fisijskog materijala potrebna za održavanje nuklearne lančane reakcije, i superkritična masa fisijskog materijala je masa koja je više nego dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije.
Nuklearna lančana reakcija je niz reakcija fisije. Reakcija nuklearne fisije je proces oslobađanja neutrona iz nestabilnog atomskog jezgra. Kada ovaj oslobođeni neutron stupi u interakciju s drugim nestabilnim izotopom, novi izotop također prolazi kroz nuklearnu fisiju, oslobađajući još jedan neutron. Slično, odvija se lanac reakcija.
Šta je subkritična masa?
Subkritična masa je masa fisijskog materijala koja nije dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije. Da bi se pokrenula lančana reakcija fisije, trebala bi postojati minimalna potrebna količina mase fisionog izotopa (poznata kao kritična masa). Subkritična masa je uvijek manja od one kritične mase; stoga, podkritična masa fisijskog materijala ne može održati lančanu reakciju fisije.
Broj neutrona prisutnih u podkritičnoj masi fisionog materijala će se eksponencijalno smanjivati s vremenom jer nema dovoljno izotopa koji bi mogli osloboditi više neutrona u interakciji sa postojećim neutronima.
Šta je kritična masa?
Kritična masa je najmanja količina mase fisijskog materijala koja je potrebna za održavanje nuklearne lančane reakcije. Količina kritične mase zavisi od nuklearnih svojstava fisijskog materijala, gustine, oblika i obogaćivanja fisivnog materijala.
Slika 1: Masa izotopa određuje broj fisija.
Čistoća izotopa je takođe važna u određivanju količine kritične mase. Na primjer, ako je čistoća visoka, kritična masa je niska. Vanjski faktori koji utiču na vrijednost kritične mase su temperatura i okruženje fisijskog materijala.
Šta je superkritična masa?
Superkritična masa fisijskog materijala je masa koja je više nego dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije. Kada postoji superkritična masa u sistemu koji ima lančane reakcije fisije, brzina fisije će se vremenom povećavati. To je zato što je vjerovatnoća interakcije neutrona sa izotopom vrlo visoka, postoji mnogo izotopa prisutnih u tom sistemu. Međutim, nakon nekog vremena, sistem postiže ravnotežno stanje u kojem je količina mase spuštena na kritičnu masu.
Koja je razlika između subkritične kritične i superkritične mase?
Subkritična vs kritična vs superkritična masa |
|
| Subkritična masa | Subkritična masa je masa fisijskog materijala koja nije dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije. |
| Kritična masa | Kritična masa je najmanja količina mase fisijskog materijala koja je potrebna za održavanje nuklearne lančane reakcije. |
| Superkritična masa | Superkritična masa fisijskog materijala je masa koja je više nego dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije. |
| Količina mase | |
| Subkritična masa | Podkritična masa je manji iznos od kritične mase. |
| Kritična masa | Kritična masa je najmanja količina mase potrebna da bi se pokrenula lančana reakcija fisije. |
| Superkritična masa | Superkritična masa je veća količina od kritične mase. |
| Stopa reakcije | |
| Subkritična masa | Brzina reakcije opada s vremenom u prisustvu subkritične mase. |
| Kritična masa | Brzina reakcije opada s vremenom u prisustvu kritične mase. |
| Superkritična masa | Brzina reakcije opada s vremenom u prisustvu superkritične mase. |
Sažetak – Subkritična kritična vs superkritična masa
Reakcija nuklearne fisije može pokrenuti nekoliko narednih fisija što dovodi do stvaranja lančanih reakcija fisije. Na osnovu količine mase potrebne za napredovanje i održavanje lančane reakcije, postoje tri vrste masa koje se nazivaju podkritična masa, kritična masa i superkritična masa. Ključna razlika između subkritične kritične i superkritične mase je u tome što je podkritična masa masa fisijskog materijala koja nije dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije, dok je kritična masa masa fisijskog materijala potrebna za trajnu nuklearnu lančanu reakciju i superkritičnu masu. fisionog materijala je masa koja je više nego dovoljna za održavanje nuklearne lančane reakcije.
