Peamine erinevus - kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon
Peamine erinevus kontrollitud ja kontrollimatute ahelreaktsioonide vahel on see, et kontrollitud ahelreaktsioonid ei põhjusta plahvatuslikku mõju, samas kui kontrollimatud ahelreaktsioonid põhjustavad energia plahvatuslikku vabanemist.
Termineid kontrollitud ahelreaktsioonid ja kontrollimatud ahelreaktsioonid on käsitletud tuumakeemias. Tuumahelreaktsioon tekib siis, kui üks tuumareaktsioon põhjustab mõne teise tuumareaktsiooni edasise progresseerumise. Need ahelreaktsioonid vabastavad väga suure hulga energiat.
SISU
1. Ülevaade ja peamine erinevus
2. Mis on kontrollitud ahelreaktsioon
3. Mis on kontrollimatu ahelreaktsioon
4. Kõrvuti võrdlus - kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon tabelina
5. Kokkuvõte
Mis on kontrollitud ahelreaktsioon?
Kontrollitud ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem kontrollitud tingimustes. Mõistkem seda mõistet, kasutades näiteks tuumalõhustumise reaktsioone. Lõhustumisahela reaktsioon toimub siis, kui neutron ja lõhustuv isotoop suhtlevad omavahel. See vastasmõju põhjustab mõnede neutronite eraldumise lõhustuvast tuumast. Need vabanenud neutronid võivad suhelda teiste lõhustuvate isotoopidega ja põhjustada järgnevate lõhustumisreaktsioonide algatamise. Kui neid reaktsioone kontrollitakse ja reguleeritakse õigesti, nimetatakse seda kontrollitud ahelreaktsiooniks. Kontrollitud lõhustumisreaktsioone saab läbi viia moderaatorite juuresolekul.
Tuumaelektrijaamad kasutavad kontrollitud ahelreaktsioone. Seal kontrollitakse ahelreaktsioone, reguleerides tuumareaktsioonide kiirust. Kontrollitud ahelreaktsioone saab hõlpsasti muuta kontrollimatuks. Reaktsioone saab kontrollida kasutatava lähteaine (lõhustuva isotoobi) koguse reguleerimisega. Näiteks kui kasutatud uraani kogus on suur, siis on ka reaktsioonikiirus suur, sest siis on lõhustuva isotoopiga vastastikmõju tõenäosus neutron suur. Siis muutub reaktsioon kontrollimatuks. Ja ka reaktsiooni aja reguleerimisega saab tuumaahelreaktsioonist saada kontrollitud reaktsiooni. Kui reaktsiooniaega lühendatakse, on lõhustuva isotoopiga vastastikuse mõju tõenäosus väike. Siis saab reaktsiooni hõlpsasti kontrollida.
Mis on kontrollimatu ahelreaktsioon?
Kontrollimatu ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem, kuid mitte kontrollitud tingimustes. Seetõttu võib kontrollimatu ahelreaktsioon muutuda väga plahvatusohtlikuks. Seda seetõttu, et need reaktsioonid võivad korraga vabastada väga suure hulga energiat.
Joonis 01: Kontrollimatu ahelreaktsioon
Näiteks võib radioaktiivne isotoop Uraan-235 läbida tuumalõhustumise, vabastades neutronit aeglaselt. Üks isotoob vabastab korraga kolm neutronit. Need kolm neutronit võivad reageerida kolme teise Uraan-235 isotoopiga, vabastades 9 neutronit (3 neutronit iga isotoobi kohta). Samamoodi edeneb ahelreaktsioon ja vabastab väga suure hulga energiat. Neid kontrollimatuid tuumahelareaktsioone kasutatakse tuumapommides.
Mis vahe on kontrollitud ja kontrollimatul ahelreaktsioonil?
Erinev artikkel keskel enne tabelit
Kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon |
|
| Kontrollitud ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem kontrollitud tingimustes. | Kontrollimatu ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem, kuid mitte kontrollitud tingimustes. |
| Komponendid | |
| Kontrollitud ahelreaktsioon viiakse läbi moderaatorite juuresolekul. | Moderaatorite puudumisel viiakse läbi kontrollimatu ahelreaktsioon. |
| Kontrollimeetmed | |
| Tuumaahelreaktsioon muundatakse kontrollitud ahelreaktsiooniks olemasolevate lõhustuvate isotoopide hulga reguleerimise, reaktsiooni aja lühendamise ja moderaatorite abil. | Kontrollimatu ahelreaktsioonil pole kontrollimeetmeid. |
| Rakendused | |
| Juhitavaid ahelreaktsioone kasutatakse tuumajaamades elektri tootmiseks. | Tuumapommides kasutatakse kontrollimatuid ahelreaktsioone. |
Kokkuvõte - kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon
Tuumaahelareaktsioone võib leida peamiselt tuumalõhustumisreaktsioonide kohta. tuumalõhustumine on ebastabiilse aatomituuma lagunemine. Kontrollitud ja kontrollimatute ahelreaktsioonide erinevus seisneb selles, et kontrollitud ahelreaktsioonid ei too kaasa plahvatuslikku mõju, samas kui kontrollimatud ahelreaktsioonid põhjustavad energia plahvatuslikku vabanemist.
