Podkritická, kritická a superkritická hmotnost se vztahuje na množství štěpného materiálu použitého v jaderných řetězových reakcích. Klíčovým rozdílem mezi podkritickou, kritickou a nadkritickou hmotou je to podkritická hmota je hmota štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce, zatímco kritická hmotnost je hmota štěpného materiálu potřebná k udržení jaderné řetězové reakce a superkritická hmota štěpného materiálu je hmota, která je více než natolik, aby udržel jadernou řetězovou reakci.
Nukleární řetězová reakce je řada štěpných reakcí. Nukleární štěpná reakce je proces uvolňování neutronu z nestabilního atomového jádra. Když tento uvolněný neutron interaguje s jiným nestabilním izotopem, nový izotop také podléhá jadernému štěpení a uvolňuje další neutron. Podobně probíhá řetěz reakcí.
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je podkritická masa
3. Co je kritická masa
4. Co je superkritická mše
5. Srovnání bok po boku - podkritická vs. kritická vs. nadkritická hmota v tabulkové formě
6. Shrnutí
Podkritická hmota je hmota štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce. Aby bylo možno zahájit štěpnou řetězovou reakci, mělo by existovat minimální požadované množství štěpného izotopu (známé jako kritická hmota). Podkritická hmotnost je vždy menší než kritická hmotnost; proto subkritická hmotnost štěpného materiálu nemůže udržet štěpnou řetězovou reakci.
Počet neutronů přítomných v podkritické hmotnosti štěpného materiálu se bude časem exponenciálně snižovat, protože neexistují dostatečné izotopy, které jsou schopny uvolnit více neutronů interakcí s existujícími neutrony.
Kritická hmotnost je nejmenší množství štěpného materiálu, které je vyžadováno k udržení jaderné řetězové reakce. Množství kritické hmotnosti závisí na jaderných vlastnostech štěpného materiálu, hustotě, tvaru a obohacení štěpného materiálu..
Obrázek 1: Hmotnost izotopů určuje počet štěpení.
Čistota izotopu je také důležitá při určování množství kritické hmoty. Například, pokud je čistota vysoká, kritická hmotnost je nízká. Vnější faktory, které ovlivňují hodnotu kritické hmotnosti, jsou teplota a okolí štěpného materiálu.
Supercritická hmotnost štěpného materiálu je hmota, která je více než dost pro udržení reakce jaderného řetězce. Pokud je v systému, který má štěpné řetězové reakce, nadkritická hmotnost, rychlost štěpení se postupem času zvyšuje. Je to proto, že pravděpodobnost interakce neutronů s izotopem je velmi vysoká, že v tomto systému je mnoho izotopů. Po určité době však systém získá rovnovážný stav, ve kterém je množství hmoty sníženo na kritickou hmotnost.
Subkritická vs Kritická vs nadkritická mše | |
Podkritická hmotnost | Podkritická hmota je hmota štěpného materiálu, která nestačí k udržení jaderné řetězové reakce. |
Kritické množství | Kritická hmotnost je nejmenší množství štěpného materiálu, které je vyžadováno k udržení jaderné řetězové reakce. |
Supercritical Mass | Supercritická hmotnost štěpného materiálu je hmota, která je více než dost pro udržení reakce jaderného řetězce. |
Množství mše | |
Podkritická hmotnost | Podkritická hmotnost je menší než kritická hmotnost. |
Kritické množství | Kritická hmotnost je nejmenší množství hmoty potřebné k zahájení štěpné řetězové reakce. |
Supercritical Mass | Superkritická hmotnost je vyšší než kritická hmotnost. |
Rychlost reakce | |
Podkritická hmotnost | Reakční rychlost klesá s časem v přítomnosti podkritické hmoty. |
Kritické množství | Reakční rychlost klesá s časem v přítomnosti kritické hmoty. |
Supercritical Mass | Reakční rychlost klesá s časem v přítomnosti nadkritické hmoty. |
Nukleární štěpná reakce může iniciovat několik následných štěpení, což vede k vytvoření štěpných řetězových reakcí. Na základě množství hmoty potřebné pro progresi a udržení řetězové reakce existují tři typy mas pojmenované jako podkritická hmota, kritická hmota a superkritická hmota. Klíčový rozdíl mezi podkritickou kritickou a nadkritickou hmotou spočívá v tom, že podkritická hmotnost je hmotnost štěpného materiálu, která nestačí k udržení reakce jaderného řetězce, zatímco kritická hmota je hmotnost štěpného materiálu potřebného k trvalé reakci jaderného řetězce a nadkritická hmota. štěpného materiálu je hmota, která je více než dost pro udržení jaderné řetězové reakce.
1. „Kritická mše.“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31. března 2018, k dispozici zde.
2. „Co je kritická masa?“ Innovateus.net, k dispozici zde.
1. „Kritická masa“ (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia