Diferència clau: massa subcrítica vs crítica vs supercrítica
La massa subcrítica, crítica i supercrítica es refereix a la quantitat de massa d'un material fissil utilitzada en reaccions nuclears en cadena. La diferència clau entre la massa subcrítica, crítica i supercrítica és que la massa subcrítica és la massa d'un material fissil que no és suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena, mentre que la massa crítica és la massa d'un material fissil necessària per mantenir una reacció nuclear en cadena, i La massa supercrítica d'un material fissil és la massa més que suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena.
Una reacció nuclear en cadena és una sèrie de reaccions de fissió. Una reacció de fissió nuclear és el procés d'alliberar un neutró d'un nucli atòmic inestable. Quan aquest neutró alliberat interacciona amb un altre isòtop inestable, el nou isòtop també pateix una fissió nuclear, alliberant un altre neutró. De la mateixa manera, es produeix una cadena de reaccions.
Què és la massa subcrítica?
La massa subcrítica és la massa d'un material fissil que no és suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena. Per tal d'iniciar una reacció en cadena de fissió, hauria d'haver una quantitat mínima requerida de massa de l'isòtop fissil (coneguda com a massa crítica). La massa subcrítica és sempre una quantitat menor que la de la massa crítica; per tant, la massa subcrítica d'un material fissil no pot suportar una reacció en cadena de fissió.
El nombre de neutrons presents en una massa subcrítica de material fissil disminuirà exponencialment amb el temps perquè no hi ha prou isòtops capaços d'alliberar més neutrons interactuant amb els neutrons existents.
Què és la massa crítica?
La massa crítica és la quantitat més petita de massa d'un material fissil que es necessita per mantenir una reacció nuclear en cadena. La quantitat de massa crítica depèn de les propietats nuclears del material fissil, la densitat, la forma i l'enriquiment del material fissil.
Figura 1: la massa dels isòtops determina el nombre de fissions.
La puresa de l'isòtop també és important per determinar la quantitat de massa crítica. Per exemple, si la puresa és alta, la massa crítica és baixa. Els factors externs que afecten el valor de la massa crítica són la temperatura i l'entorn del material fissil.
Què és la massa supercrítica?
La massa supercrítica d'un material fissil és la massa que és més que suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena. Quan hi ha massa supercrítica en un sistema amb reaccions en cadena de fissió, la velocitat de fissió augmentarà amb el temps. Això es deu al fet que la probabilitat que un neutró interaccioni amb un isòtop és molt alta, hi ha molts isòtops presents en aquest sistema. Tanmateix, després d'un temps, el sistema obté un estat d'equilibri en el qual la quantitat de massa s'ha reduït a la massa crítica.
Quina diferència hi ha entre la massa crítica subcrítica i la supercrítica?
Massa subcrítica vs crítica vs massa supercrítica |
|
| Massa subcrítica | La massa subcrítica és la massa d'un material fissil que no és suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena. |
| Massa crítica | La massa crítica és la quantitat més petita de massa d'un material fissil que es necessita per mantenir una reacció nuclear en cadena. |
| Massa supercrítica | La massa supercrítica d'un material fissil és la massa més que suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena. |
| Quantitat de la massa | |
| Massa subcrítica | La massa subcrítica és una quantitat menor que la massa crítica. |
| Massa crítica | La massa crítica és la quantitat més petita de massa necessària perquè s'iniciï una reacció en cadena de fissió. |
| Massa supercrítica | La massa supercrítica és una quantitat superior a la massa crítica. |
| Taxa de reacció | |
| Massa subcrítica | La velocitat de reacció disminueix amb el temps en presència de massa subcrítica. |
| Massa crítica | La velocitat de reacció disminueix amb el temps en presència de massa crítica. |
| Massa supercrítica | La velocitat de reacció disminueix amb el temps en presència de massa supercrítica. |
Resum: massa crítica subcrítica versus massa supercrítica
Una reacció de fissió nuclear pot iniciar diverses fissions posteriors que condueixen a la creació de reaccions en cadena de fissió. En funció de la quantitat de massa necessària per a la progressió i per mantenir una reacció en cadena, hi ha tres tipus de masses anomenades massa subcrítica, massa crítica i massa supercrítica. La diferència clau entre la massa crítica subcrítica i la massa supercrítica és que la massa subcrítica és la massa d'un material fissil que no és suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena, mentre que la massa crítica és la massa d'un material fissil necessària per a una reacció nuclear sostinguda i massa supercrítica. d'un material fissil és la massa que és més que suficient per mantenir una reacció nuclear en cadena.
