Różnica między kontrolowaną a niekontrolowaną reakcją łańcuchową

Kluczowa różnica - kontrolowana vs niekontrolowana reakcja łańcuchowa
 

The kluczowa różnica między kontrolowanymi i niekontrolowanymi reakcjami łańcuchowymi jest to kontrolowane reakcje łańcuchowe nie prowadzą do żadnych skutków wybuchowych, podczas gdy niekontrolowane reakcje łańcuchowe prowadzą do uwolnienia energii wybuchowej.

Pojęcia kontrolowane reakcje łańcuchowe i niekontrolowane reakcje łańcuchowe są omawiane w chemii jądrowej. Jądrowa reakcja łańcuchowa ma miejsce, gdy jedna reakcja jądrowa powoduje następnie postęp innych reakcji jądrowych. Te reakcje łańcuchowe uwalniają bardzo dużą ilość energii.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest kontrolowana reakcja łańcuchowa
3. Co to jest niekontrolowana reakcja łańcuchowa
4. Porównanie obok siebie - kontrolowana vs niekontrolowana reakcja łańcuchowa w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest kontrolowana reakcja łańcuchowa?

Kontrolowana reakcja łańcuchowa to łańcuch reakcji jądrowych, które zachodzą następnie w kontrolowanych warunkach. Rozumiemy tę koncepcję na przykładzie reakcji rozszczepienia jądrowego. Reakcja łańcuchowa rozszczepienia zachodzi, gdy neutron i izotop rozszczepialny oddziałują ze sobą. Ta interakcja powoduje uwolnienie niektórych neutronów z jądra rozszczepialnego. Te uwolnione neutrony mogą oddziaływać z innymi izotopami rozszczepialnymi i powodować inicjację kolejnych reakcji rozszczepienia. Gdy te reakcje są odpowiednio kontrolowane i regulowane, nazywa się to kontrolowaną reakcją łańcuchową. Kontrolowane reakcje rozszczepienia można przeprowadzić w obecności moderatorów.

Elektrownie jądrowe wykorzystują kontrolowane reakcje łańcuchowe. Tam reakcje łańcuchowe są kontrolowane przez kontrolowanie szybkości reakcji jądrowych. Kontrolowane reakcje łańcuchowe można łatwo przekształcić w niekontrolowaną formę. Reakcje można kontrolować, regulując ilość użytego materiału wyjściowego (izotop rozszczepialny). Na przykład, jeśli zastosowana ilość uranu jest wysoka, wówczas szybkość reakcji będzie również wysoka, ponieważ prawdopodobieństwo interakcji neutronu z izotopem rozszczepialnym jest wysokie. Następnie reakcja staje się niekontrolowana. A także, regulując czas reakcji, jądrową reakcję łańcuchową można przekształcić w reakcję kontrolowaną. Gdy czas reakcji jest skrócony, prawdopodobieństwo interakcji neutronu z izotopem rozszczepialnym jest niskie. Następnie reakcję można łatwo kontrolować.

Co to jest niekontrolowana reakcja łańcuchowa?

Niekontrolowana reakcja łańcuchowa to łańcuch reakcji jądrowych, które zachodzą później, ale nie w kontrolowanych warunkach. Dlatego niekontrolowana reakcja łańcuchowa może stać się wysoce wybuchowa. Jest tak, ponieważ reakcje te mogą uwalniać bardzo dużą ilość energii na raz.

Rysunek 01: Niekontrolowana reakcja łańcuchowa

Na przykład radioaktywny izotop Uran-235 może ulec rozszczepieniu jądrowemu, uwalniając powoli neutron. Jeden izotop uwalnia jednocześnie trzy neutrony. Te trzy neutrony mogą reagować z trzema innymi izotopami uranu-235, uwalniając 9 neutronów (3 neutrony na każdy izotop). Podobnie reakcja łańcuchowa będzie postępować i uwalniać bardzo dużą ilość energii. Te niekontrolowane jądrowe reakcje łańcuchowe są wykorzystywane w bombach jądrowych.

Jaka jest różnica między kontrolowaną a niekontrolowaną reakcją łańcuchową?

Kontrolowana vs niekontrolowana reakcja łańcuchowa
Kontrolowana reakcja łańcuchowa to łańcuch reakcji jądrowych, które zachodzą następnie w kontrolowanych warunkach.	Niekontrolowana reakcja łańcuchowa to łańcuch reakcji jądrowych, które zachodzą później, ale nie w kontrolowanych warunkach.
składniki
Kontrolowana reakcja łańcuchowa jest przeprowadzana w obecności moderatorów.	Niekontrolowana reakcja łańcuchowa odbywa się pod nieobecność moderatorów.
Środki kontrolne
Jądrowa reakcja łańcuchowa jest przekształcana w kontrolowaną reakcję łańcuchową poprzez regulację ilości obecnych izotopów rozszczepialnych, skrócenie czasu reakcji i zastosowanie moderatorów.	Niekontrolowana reakcja łańcuchowa nie ma środków kontrolnych.
Aplikacje
Kontrolowane reakcje łańcuchowe są wykorzystywane w elektrowniach jądrowych do wytwarzania energii elektrycznej.	Niekontrolowane reakcje łańcuchowe są stosowane w bombach jądrowych.

Podsumowanie - kontrolowane vs niekontrolowana reakcja łańcuchowa

Jądrowe reakcje łańcuchowe można znaleźć głównie w odniesieniu do reakcji rozszczepienia jądrowego. rozszczepienie jądrowe to rozpad niestabilnego jądra atomowego. Różnica między kontrolowanymi i niekontrolowanymi reakcjami łańcuchowymi polega na tym, że kontrolowane reakcje łańcuchowe nie prowadzą do żadnych skutków wybuchowych, podczas gdy niekontrolowane reakcje łańcuchowe prowadzą do uwolnienia energii wybuchowej.

Odniesienie:

1. Ramakrishnan, Dinesh. „Infofavour”. Rozszczepienie jądrowe - kontrolowane i niekontrolowane reakcje rozszczepienia. Dostępny tutaj
2. „Rozszczepienie kontrolowane a rozszczepienie niekontrolowane”. JISIBHLPhysics - Kontrolowane rozszczepienie vs. niekontrolowane rozszczepienie. Dostępny tutaj 
3. „Jądrowa reakcja łańcuchowa”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31 marca 2018 r. Dostępne tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Reakcja łańcuchowa rozszczepienia jądrowego” Autor: MikeRun - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia