Forskel mellem subkritisk kritisk og superkritisk masse

Nøgleforskel - Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse
 

Subkritisk, kritisk og superkritisk masse henviser til mængden af ​​masse af et fissilt materiale, der anvendes i nukleare kædereaktioner. Den vigtigste forskel mellem subkritisk, kritisk og superkritisk masse er den subkritisk masse er massen af ​​et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nukleare kædereaktion, hvorimod kritisk masse er massen af ​​et fissilt materiale, der kræves for at opretholde en nukleare kædereaktion, og superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nukleare kædereaktion.

En atomkædereaktion er en serie fissionreaktioner. En nukleær fissionreaktion er processen med at frigive et neutron fra en ustabil atomkerne. Når denne frigjorte neutron interagerer med en anden ustabil isotop, gennemgår den nye isotop også kerneklydning, hvilket frigiver en anden neutron. Tilsvarende finder en kæde af reaktioner sted.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er subkritisk masse
3. Hvad er kritisk masse
4. Hvad er superkritisk masse
5. Sammenligning side ved side - Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse i tabelform
6. Resume

Hvad er subkritisk masse?

Subkritisk masse er massen af ​​et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nukleare kædereaktion. For at iværksætte en fissionskædereaktion, skal der være en mindst mulig krævet masse af massen af ​​den fissile isotop (kendt som den kritiske masse). Den subkritiske masse er altid en mindre mængde end den for den kritiske masse; derfor kan den subkritiske masse af et fissilt materiale ikke opretholde en fissionskædereaktion.

Antallet af neutroner, der er til stede i en subkritisk masse af fissilt materiale, vil eksponentielt falde med tiden, fordi der ikke er tilstrækkelige isotoper, der er i stand til at frigive flere neutroner ved at interagere med de eksisterende neutroner.

Hvad er kritisk masse?

Kritisk masse er den mindste mængde masse af et fissilt materiale, der kræves for at opretholde en nukleare kædereaktion. Mængden af ​​kritisk masse afhænger af kerneegenskaberne i fissilt materiale, densitet, form og berigelse af fissilt materiale.

Figur 1: Massen af ​​isotoper bestemmer antallet af fissioner.

Isotopens renhed er også vigtig ved bestemmelse af mængden af ​​kritisk masse. For eksempel, hvis renheden er høj, er den kritiske masse lav. De eksterne faktorer, der påvirker værdien af ​​kritisk masse, er temperaturen og omgivelserne af det fissile materiale.

Hvad er superkritisk masse?

Superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nukleare kædereaktion. Når der er superkritisk masse i et system med fissionskædereaktioner, vil fissionshastigheden stige med tiden. Dette skyldes, at sandsynligheden for, at en neutron interagerer med isotop er meget stor, at der er mange isotoper til stede i dette system. Efter et stykke tid opnår systemet imidlertid en ligevægtstilstand, hvor massemængden er blevet sænket til den kritiske masse.

Hvad er forskellen mellem subkritisk kritisk og superkritisk masse?

Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse
Subkritisk masse	Subkritisk masse er massen af ​​et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nukleare kædereaktion.
Kritisk masse	Kritisk masse er den mindste mængde masse af et fissilt materiale, der kræves for at opretholde en nukleare kædereaktion.
Superkritisk masse	Superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nukleare kædereaktion.
Mængde af masse
Subkritisk masse	Subkritisk masse er en mindre mængde end kritisk masse.
Kritisk masse	Kritisk masse er den mindste mængde masse, der kræves for at blive initieret en fissionskædereaktion.
Superkritisk masse	Superkritisk masse er en højere mængde end kritisk masse.
Reaktionshastighed
Subkritisk masse	Reaktionshastigheden falder med tiden i nærvær af subkritisk masse.
Kritisk masse	Reaktionshastigheden falder med tiden i nærvær af kritisk masse.
Superkritisk masse	Reaktionshastigheden falder med tiden i nærvær af superkritisk masse.

Sammendrag - Subkritisk kritisk vs superkritisk masse

En nukleær fissionreaktion kan starte flere efterfølgende fissioner, der fører til oprettelse af fissionskædereaktioner. Baseret på mængden af ​​masse, der kræves til progressionen og for at opretholde en kædereaktion, er der tre typer masser benævnt som subkritisk masse, kritisk masse og superkritisk masse. Den centrale forskel mellem subkritisk kritisk og superkritisk masse er, at subkritisk masse er massen af ​​et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nukleare kædereaktion, mens kritisk masse er massen af ​​et fissilt materiale, der kræves til en vedvarende nukleare kædereaktion og superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nukleare kædereaktion.

Reference:

1. "Kritisk masse." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31. mar. 2018, tilgængelig her.
2. "Hvad er kritisk masse?" Innovateus.net, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. "Kritisk masse" (Public Domain) via Commons Wikimedia