Peamine erinevus - alakriitiline vs kriitiline vs superkriitiline mass
Alamkriitiline, kriitiline ja ülkriitiline mass viitab tuumahela reaktsioonides kasutatava lõhustuva materjali massi kogusele. Peamine erinevus alakriitilise, kriitilise ja ülkriitilise massi vahel on see, et alamkriitiline mass on lõhustuva materjali mass, mis ei ole piisav tuumahelareaktsiooni ülalhoidmiseks, samas kui kriitiline mass on lõhustuva materjali mass, mis on vajalik tuumahela reaktsiooni säilitamiseks, lõhustuva materjali ülkriitiline mass on mass, mis on rohkem kui piisav tuumaahelise reaktsiooni ülalpidamiseks.
Tuumaahelreaktsioon on lõhustumisreaktsioonide jada. Tuumalõhustumisreaktsioon on neutroni ebastabiilsest aatomituumist vabastamine. Kui see vabanenud neutron interakteerub teise ebastabiilse isotoopiga, läbib uus isotoob ka tuuma lõhustumise, vabastades teise neutroni. Samamoodi toimub reaktsioonide ahel.
SISU
1. Ülevaade ja peamine erinevus
2. Mis on alakriitiline mass
3. Mis on kriitiline mass
4. Mis on superkriitiline mass
5. Kõrvuti võrdlus - subkriitiline vs kriitiline vs superkriitiline mass tabelina
6. Kokkuvõte
Mis on subkriitiline mass?
Alamkriitiline mass on lõhustuva materjali mass, mis ei ole piisav tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks. Lõhustumisahela reaktsiooni algatamiseks peaks lõhustuva isotoobi mass olema minimaalselt vajalik (tuntud kui kriitiline mass). Alakriitiline mass on alati väiksem kui kriitiline mass; seetõttu ei suuda lõhustuva materjali subkriitiline mass lõhustumisahela reaktsiooni säilitada.
Lõhustuva materjali alakriitilises massis olevate neutronite arv väheneb aja jooksul eksponentsiaalselt, kuna pole piisavalt isotoope, mis suudaksid olemasolevate neutronitega suheldes vabastada rohkem neutroneid.
Mis on kriitiline mass?
Kriitiline mass on väikseim lõhustuva materjali mass, mis on vajalik tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks. Kriitilise massi suurus sõltub lõhustuva materjali tuumaomadustest, tihedusest, kujust ja lõhustuva materjali rikastumisest.
Joonis 1: Isotoopide mass määrab lõhustumiste arvu.
Isotoobi puhtus on oluline ka kriitilise massi hulga määramisel. Näiteks kui puhtus on kõrge, on kriitiline mass väike. Kriitilise massi väärtust mõjutavad välised tegurid on lõhustuva materjali temperatuur ja ümbritsev temperatuur.
Mis on superkriitiline mass?
Lõhustuva materjali superkriitiline mass on mass, mis on rohkem kui piisav tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks. Kui lõhustumisahela reaktsioonidega süsteemis on ülkriitiline mass, suureneb lõhustumiskiirus aja jooksul. Seda seetõttu, et neutroni isotoopiga suhtlemise tõenäosus on väga suur, selles süsteemis on palju isotoope. Mõne aja pärast saab süsteem tasakaalu seisundi, mille korral massi kogus on langetatud kriitilise massini.
Mis vahe on subkriitilise kriitilise ja superkriitilise massi vahel?
Erinev artikkel keskel enne tabelit
Subkriitiline vs kriitiline vs superkriitiline mass |
|
| Subkriitiline mass | Alamkriitiline mass on lõhustuva materjali mass, mis ei ole piisav tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks. |
| Kriitiline mass | Kriitiline mass on väikseim lõhustuva materjali mass, mis on vajalik tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks. |
| Superkriitiline missa | Lõhustuva materjali superkriitiline mass on mass, mis on rohkem kui piisav tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks. |
| Missa summa | |
| Subkriitiline mass | Alamkriitiline mass on väiksem kui kriitiline mass. |
| Kriitiline mass | Kriitiline mass on väikseim massikogus, mis on vajalik lõhustumisahela reaktsiooni käivitamiseks. |
| Superkriitiline missa | Ülekriitiline mass on suurem summa kui kriitiline mass. |
| Reaktsioonikiirus | |
| Subkriitiline mass | Reaktsioonikiirus väheneb aja jooksul subkriitilise massi olemasolul. |
| Kriitiline mass | Reaktsioonikiirus väheneb aja jooksul kriitilise massi olemasolul. |
| Superkriitiline missa | Reaktsioonikiirus väheneb aja jooksul ülkriitilise massi olemasolul. |
Kokkuvõte - subkriitiline kriitiline vs superkriitiline mass
Tuumalõhustumisreaktsioon võib käivitada mitu järgnevat lõhustumist, mis viib lõhustumisahela reaktsioonide tekkimiseni. Lähtuvalt progresseerumiseks ja ahelreaktsiooni säilitamiseks vajaliku massi hulgast on kolme tüüpi masse, mida nimetatakse alamkriitiliseks, kriitiliseks ja ülkriitiliseks massiks. Peamine erinevus subkriitilise kriitilise ja superkriitilise massi vahel on see, et alamkriitiline mass on lõhustuva materjali mass, mis ei ole piisav tuumaahela reaktsiooni säilitamiseks, samas kui kriitiline mass on lõhustuva materjali mass, mis on vajalik kestva tuumahela reaktsiooni jaoks ja ülkriitiline mass lõhustuvast materjalist on mass, mis on rohkem kui piisav tuumahela reaktsiooni säilitamiseks.
