Ključna razlika – kontrolirana vs nekontrolirana lančana reakcija
Ključna razlika između kontrolisanih i nekontrolisanih lančanih reakcija je u tome što kontrolisane lančane reakcije ne dovode do bilo kakvih eksplozivnih efekata, dok nekontrolisane lančane reakcije dovode do eksplozivnog oslobađanja energije.
Izrazi kontrolisane lančane reakcije i nekontrolisane lančane reakcije razmatraju se u okviru nuklearne hemije. Nuklearna lančana reakcija nastaje kada jedna nuklearna reakcija uzrokuje napredovanje nekih drugih nuklearnih reakcija naknadno. Ove lančane reakcije oslobađaju veoma veliku količinu energije.
Šta je kontrolirana lančana reakcija?
Kontrolovana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se naknadno odvijaju u kontrolisanim uslovima. Hajde da shvatimo ovaj koncept koristeći reakcije nuklearne fisije kao primjer. Lančana reakcija fisije odvija se kada neutron i fisijski izotop međusobno djeluju. Ova interakcija uzrokuje oslobađanje nekih neutrona iz fisijskog jezgra. Ovi oslobođeni neutroni mogu stupiti u interakciju s drugim fisijskim izotopima i uzrokovati pokretanje naknadnih reakcija fisije. Kada su ove reakcije pravilno kontrolirane i regulirane, to se naziva kontrolirana lančana reakcija. Kontrolisane reakcije fisije mogu se izvesti u prisustvu moderatora.
Nuklearne elektrane koriste kontrolisane lančane reakcije. Tamo se lančane reakcije kontroliraju kontrolom brzine nuklearnih reakcija. Kontrolisane lančane reakcije mogu se lako pretvoriti u nekontrolisani oblik. Reakcije se mogu kontrolirati regulacijom količine korištenog početnog materijala (fisivnog izotopa). Na primjer, ako je količina korištenog urana velika, tada će i brzina reakcije biti visoka jer je tada velika vjerovatnoća interakcije neutrona sa fisijskim izotopom. Tada reakcija postaje nekontrolisana. Također, reguliranjem vremena reakcije, nuklearna lančana reakcija može se pretvoriti u kontroliranu reakciju. Kada se vrijeme reakcije smanji, vjerovatnoća interakcije neutrona sa fisijskim izotopom je niska. Tada se reakcija može lako kontrolisati.
Šta je nekontrolirana lančana reakcija?
Nekontrolirana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se odvijaju naknadno, ali ne pod kontroliranim uvjetima. Stoga, nekontrolirana lančana reakcija može postati vrlo eksplozivna. To je zato što ove reakcije mogu istovremeno osloboditi veoma veliku količinu energije.
Slika 01: Nekontrolisana lančana reakcija
Na primjer, radioaktivni izotop Uranijum-235 može biti podvrgnut nuklearnoj fisiji uz sporo oslobađanje neutrona. Jedan izotop oslobađa tri neutrona istovremeno. Ova tri neutrona mogu reagovati sa tri druga izotopa Uranijuma-235 oslobađajući 9 neutrona (3 neutrona po svakom izotopu). Isto tako, lančana reakcija će napredovati i osloboditi vrlo veliku količinu energije. Ove nekontrolisane nuklearne lančane reakcije se koriste u nuklearnim bombama.
Koja je razlika između kontrolisane i nekontrolisane lančane reakcije?
Kontrolirana vs nekontrolirana lančana reakcija |
|
| Kontrolovana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se naknadno odvijaju pod kontroliranim uvjetima. | Nekontrolirana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se odvijaju naknadno, ali ne pod kontroliranim uvjetima. |
| Komponente | |
| U prisustvu moderatora izvodi se kontrolisana lančana reakcija. | Nekontrolisana lančana reakcija se izvodi u odsustvu moderatora. |
| Kontrolne mjere | |
| Nuklearna lančana reakcija se pretvara u kontroliranu lančanu reakciju regulacijom količine prisutnih fisijskih izotopa, smanjujući vrijeme reakcije i korištenjem moderatora. | Nekontrolisana lančana reakcija nema kontrolne mere. |
| Aplikacije | |
| U nuklearnim elektranama za proizvodnju električne energije koriste se kontrolirane lančane reakcije. | Nekontrolirane lančane reakcije se koriste u nuklearnim bombama. |
Sažetak – kontrolirana vs nekontrolirana lančana reakcija
Nuklearne lančane reakcije mogu se naći uglavnom u vezi s reakcijama nuklearne fisije. nuklearna fisija je raspad nestabilnog atomskog jezgra. Razlika između kontrolisanih i nekontrolisanih lančanih reakcija je u tome što kontrolisane lančane reakcije ne dovode do eksplozivnih efekata, dok nekontrolisane lančane reakcije dovode do eksplozivnog oslobađanja energije.
