Klíčový rozdíl - subkritická vs. kritická vs. superkritická hmotnost
Subkritická, kritická a superkritická hmotnost se vztahuje k množství hmoty štěpného materiálu použitého v jaderných řetězových reakcích. Klíčovým rozdílem mezi podkritickou, kritickou a superkritickou hmotou je to, že podkritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce, zatímco kritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu potřebného k udržení jaderné řetězové reakce, a superkritická hmotnost štěpného materiálu je hmotnost, která je více než dostatečná k udržení jaderné řetězové reakce.
Jaderná řetězová reakce je řada štěpných reakcí. Reakce jaderného štěpení je proces uvolňování neutronu z nestabilního atomového jádra. Když tento uvolněný neutron interaguje s jiným nestabilním izotopem, nový izotop také prochází jaderným štěpením a uvolňuje další neutron. Podobně probíhá řetězec reakcí.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je podkritická hmotnost
3. Co je kritická hmotnost
4. Co je nadkritická hmotnost
5. Porovnání vedle sebe - podkritická vs. kritická vs. superkritická hmotnost ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je podkritická mše?
Subkritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce. Za účelem zahájení štěpné řetězové reakce by mělo existovat minimální požadované množství hmotnosti štěpného izotopu (známé jako kritická hmotnost). Podkritická hmotnost je vždy menší než množství kritické hmotnosti; proto podkritická hmotnost štěpného materiálu nemůže udržet štěpnou řetězovou reakci.
Počet neutronů přítomných v podkritické hmotě štěpného materiálu se s časem exponenciálně sníží, protože neexistuje dostatek izotopů, které jsou schopné uvolňovat více neutronů interakcí s existujícími neutrony.
Co je kritická mše?
Kritická hmotnost je nejmenší množství hmoty štěpného materiálu, které je nutné k udržení jaderné řetězové reakce. Množství kritického množství závisí na jaderných vlastnostech štěpného materiálu, hustotě, tvaru a obohacení štěpného materiálu.
Obrázek 1: Hmotnost izotopů určuje počet štěpení.
Čistota izotopu je také důležitá při určování množství kritické hmotnosti. Například pokud je čistota vysoká, kritická hmotnost je nízká. Vnější faktory, které ovlivňují hodnotu kritického množství, jsou teplota a okolí štěpného materiálu.
Co je superkritická mše?
Superkritická hmotnost štěpného materiálu je hmotnost, která je více než dostatečná k udržení jaderné řetězové reakce. Když je v systému superkritická hmota mající štěpné řetězové reakce, rychlost štěpení se s časem zvyšuje. Je to proto, že pravděpodobnost interakce neutronu s izotopem je velmi vysoká, že v tomto systému je přítomno mnoho izotopů. Po nějaké době však systém získá rovnovážný stav, při kterém bylo množství hmoty sníženo na kritickou hmotnost.
Jaký je rozdíl mezi podkritickou kritickou a superkritickou hmotou?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Subcritical vs Critical vs Supercritical Mass |
|
| Podkritická mše | Subkritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce. |
| Kritické množství | Kritická hmotnost je nejmenší množství hmoty štěpného materiálu, které je nutné k udržení jaderné řetězové reakce. |
| Nadkritická mše | Superkritická hmotnost štěpného materiálu je hmotnost, která je více než dostatečná k udržení jaderné řetězové reakce. |
| Množství mše | |
| Podkritická mše | Subkritická hmotnost je menší množství než kritická hmotnost. |
| Kritické množství | Kritická hmotnost je nejmenší množství hmoty potřebné k zahájení štěpné řetězové reakce. |
| Nadkritická mše | Superkritická hmotnost je větší množství než kritická hmotnost. |
| Rychlost reakce | |
| Podkritická mše | Reakční rychlost klesá s časem v přítomnosti podkritické hmoty. |
| Kritické množství | Reakční rychlost klesá s časem v přítomnosti kritického množství. |
| Nadkritická mše | Reakční rychlost klesá s časem v přítomnosti nadkritické hmoty. |
Shrnutí - Subcritical Critical vs. Supercritical Mass
Jaderná štěpná reakce může iniciovat několik následných štěpení, která vedou k vytvoření štěpných řetězových reakcí. Na základě množství hmoty potřebné pro postup a udržení řetězové reakce existují tři typy hmot pojmenované jako podkritická hmotnost, kritická hmotnost a superkritická hmotnost. Klíčovým rozdílem mezi podkritickou kritickou a superkritickou hmotou je to, že podkritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce, zatímco kritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu potřebného pro trvalou jadernou řetězovou reakci a superkritickou hmotu štěpného materiálu je hmotnost, která je více než dostatečná k udržení jaderné řetězové reakce.
