Nøkkelforskjell – Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse
Subkritisk, kritisk og superkritisk masse refererer til mengden masse av et sp altbart materiale som brukes i kjernekjedereaksjoner. Den viktigste forskjellen mellom subkritisk, kritisk og superkritisk masse er at subkritisk masse er massen av et sp altbart materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon, mens kritisk masse er massen til et sp altbart materiale som kreves for å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon, og superkritisk masse av et sp altbart materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon.
En kjernefysisk kjedereaksjon er en rekke fisjonsreaksjoner. En kjernefysisk fisjonsreaksjon er prosessen med å frigjøre et nøytron fra en ustabil atomkjerne. Når dette frigjorte nøytronet samhandler med en annen ustabil isotop, gjennomgår den nye isotopen også kjernefysisk fisjon, og frigjør et annet nøytron. På samme måte finner en kjede av reaksjoner sted.
Hva er underkritisk masse?
Subkritisk masse er massen til et sp altbart materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. For å starte en fisjonskjedereaksjon, bør det være en minimum nødvendig mengde masse av den fissile isotopen (kjent som den kritiske massen). Den subkritiske massen er alltid en mindre mengde enn den kritiske massen; derfor kan ikke den subkritiske massen til et sp altbart materiale opprettholde en fisjonskjedereaksjon.
Antallet nøytroner som er tilstede i en subkritisk masse av sp altbart materiale vil eksponentielt reduseres med tiden fordi det ikke er tilstrekkelig med isotoper som er i stand til å frigjøre flere nøytroner ved å samhandle med de eksisterende nøytronene.
Hva er kritisk masse?
Kritisk masse er den minste mengden masse av et sp altbart materiale som kreves for å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. Mengden kritisk masse avhenger av kjernefysiske egenskaper til det sp altbare materialet, tetthet, form og anrikning av sp altbart materiale.
Figur 1: Massen av isotoper bestemmer antall sp altninger.
Renheten til isotopen er også viktig for å bestemme mengden kritisk masse. For eksempel, hvis renheten er høy, er den kritiske massen lav. De ytre faktorene som påvirker verdien av kritisk masse er temperaturen og omgivelsene til det sp altbare materialet.
Hva er superkritisk masse?
Superkritisk masse av et sp altbart materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. Når det er superkritisk masse i et system som har fisjonskjedereaksjoner, vil fisjonshastigheten øke med tiden. Dette er fordi sannsynligheten for at et nøytron interagerer med isotop er veldig høy, det er mange isotoper tilstede i det systemet. Men etter en tid oppnår systemet en likevektstilstand der massemengden er senket til den kritiske massen.
Hva er forskjellen mellom subkritisk kritisk og superkritisk masse?
Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse |
|
| Subkritisk masse | Subkritisk masse er massen til et sp altbart materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. |
| Critical Mass | Kritisk masse er den minste mengden masse av et sp altbart materiale som kreves for å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. |
| Superkritisk masse | Superkritisk masse av et sp altbart materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon. |
| Mengdemengde | |
| Subkritisk masse | Subkritisk masse er et mindre beløp enn kritisk masse. |
| Critical Mass | Kritisk masse er den minste mengden masse som kreves for at en fisjonskjedereaksjon skal initieres. |
| Superkritisk masse | Superkritisk masse er et høyere beløp enn kritisk masse. |
| Reaksjonsfrekvens | |
| Subkritisk masse | Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av subkritisk masse. |
| Critical Mass | Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av kritisk masse. |
| Superkritisk masse | Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av superkritisk masse. |
Summary – Subcritical Critical vs Supercritical Mass
En kjernefysisk fisjonsreaksjon kan sette i gang flere påfølgende fisjon som fører til dannelsen av fisjonskjedereaksjoner. Basert på mengden masse som kreves for progresjonen og for å opprettholde en kjedereaksjon, er det tre typer masser k alt subkritisk masse, kritisk masse og superkritisk masse. Den viktigste forskjellen mellom subkritisk kritisk og superkritisk masse er at subkritisk masse er massen til et sp altbart materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon mens kritisk masse er massen av et sp altbart materiale som kreves for en vedvarende kjernefysisk kjedereaksjon og superkritisk masse av et sp altbart materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernefysisk kjedereaksjon.
