Różnica między podkrytyczną masą krytyczną a nadkrytyczną

Kluczowa różnica - podkrytyczna vs krytyczna vs nadkrytyczna masa
 

Masa podkrytyczna, krytyczna i nadkrytyczna odnosi się do ilości masy materiału rozszczepialnego stosowanego w reakcjach łańcuchowych w jądrze. Kluczowa różnica między masą podkrytyczną, krytyczną i nadkrytyczną polega na tym masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, która nie wystarcza do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej, podczas gdy masa krytyczna to masa materiału rozszczepialnego wymaganego do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej, a masa nadkrytyczna materiału rozszczepialnego jest masą, która jest bardziej niż wystarcza, aby utrzymać reakcję łańcuchową z jądrami.

Jądrowa reakcja łańcuchowa jest serią reakcji rozszczepienia. Reakcja rozszczepienia jądrowego jest procesem uwalniania neutronu z niestabilnego jądra atomowego. Kiedy ten uwolniony neutron oddziałuje z innym niestabilnym izotopem, nowy izotop ulega również rozszczepieniu jądrowemu, uwalniając kolejny neutron. Podobnie zachodzi łańcuch reakcji.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest masa podkrytyczna
3. Co to jest masa krytyczna
4. Czym jest Msza Nadkrytyczna
5. Porównanie obok siebie - masa podkrytyczna vs krytyczna vs nadkrytyczna w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest masa podkrytyczna?

Masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, który nie wystarcza do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. Aby zainicjować reakcję łańcuchową rozszczepienia, powinna istnieć minimalna wymagana ilość masy izotopu rozszczepialnego (znana jako masa krytyczna). Masa podkrytyczna jest zawsze mniejsza niż masa krytyczna; dlatego masa podkrytyczna materiału rozszczepialnego nie może wytrzymać reakcji łańcuchowej rozszczepienia.

Liczba neutronów obecnych w podkrytycznej masie materiału rozszczepialnego będzie wykładniczo zmniejszać się z czasem, ponieważ nie ma wystarczającej liczby izotopów, które byłyby w stanie uwolnić więcej neutronów poprzez interakcję z istniejącymi neutronami.

Co to jest masa krytyczna?

Masa krytyczna to najmniejsza ilość masy materiału rozszczepialnego, która jest wymagana do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. Ilość masy krytycznej zależy od właściwości jądrowych materiału rozszczepialnego, gęstości, kształtu i wzbogacenia materiału rozszczepialnego.

Ryc. 1: Masa izotopów określa liczbę rozszczepień.

Czystość izotopu jest również ważna przy określaniu ilości masy krytycznej. Na przykład, jeśli czystość jest wysoka, masa krytyczna jest niska. Czynnikami zewnętrznymi wpływającymi na wartość masy krytycznej są temperatura i otoczenie materiału rozszczepialnego.

Czym jest Msza Nadkrytyczna?

Nadkrytyczna masa materiału rozszczepialnego to masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej. Kiedy w układzie mającym reakcje łańcuchowe rozszczepienia znajduje się masa nadkrytyczna, szybkość rozszczepienia rośnie z czasem. Wynika to z faktu, że prawdopodobieństwo interakcji neutronu z izotopem jest bardzo wysokie, w tym układzie występuje wiele izotopów. Jednak po pewnym czasie układ osiąga stan równowagi, w którym ilość masy została obniżona do masy krytycznej.

Jaka jest różnica między podkrytyczną masą krytyczną a nadkrytyczną?

Masa podkrytyczna vs krytyczna vs nadkrytyczna
Msza podkrytyczna	Masa podkrytyczna to masa materiału rozszczepialnego, który nie wystarcza do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej.
Masa Krytyczna	Masa krytyczna to najmniejsza ilość masy materiału rozszczepialnego, która jest wymagana do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej.
Msza nadkrytyczna	Nadkrytyczna masa materiału rozszczepialnego to masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej.
Ilość masy
Msza podkrytyczna	Masa podkrytyczna jest mniejszą ilością niż masa krytyczna.
Masa Krytyczna	Masa krytyczna to najmniejsza ilość masy wymagana do zainicjowania reakcji łańcuchowej rozszczepienia.
Msza nadkrytyczna	Masa nadkrytyczna jest większą ilością niż masa krytyczna.
Reakcja
Msza podkrytyczna	Szybkość reakcji zmniejsza się z czasem w obecności masy podkrytycznej.
Masa Krytyczna	Szybkość reakcji zmniejsza się z czasem w obecności masy krytycznej.
Msza nadkrytyczna	Szybkość reakcji zmniejsza się z czasem w obecności masy nadkrytycznej.

Podsumowanie - Subkrytyczna Krytyczna vs Masa Nadkrytyczna

Reakcja rozszczepienia jądrowego może zainicjować kilka kolejnych rozszczepień, które prowadzą do powstania reakcji łańcuchowych rozszczepienia. W zależności od ilości masy wymaganej do progresji i podtrzymania reakcji łańcuchowej istnieją trzy rodzaje mas zwane masą podkrytyczną, masą krytyczną i masą nadkrytyczną. Kluczowa różnica między podkrytyczną masą krytyczną a nadkrytyczną polega na tym, że masa podkrytyczna jest masą materiału rozszczepialnego, który nie wystarcza do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej, podczas gdy masa krytyczna jest masą materiału rozszczepialnego wymaganego do długotrwałej reakcji łańcucha jądrowego i masy nadkrytycznej z materiału rozszczepialnego jest masa, która jest więcej niż wystarczająca do podtrzymania jądrowej reakcji łańcuchowej.

Odniesienie:

1. „Masa krytyczna”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31 marca 2018 r., Dostępna tutaj.
2. „Czym jest masa krytyczna?” Innovateus.net, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Masa krytyczna” (domena publiczna) za pośrednictwem Commons Wikimedia