Diferència clau: reacció en cadena controlada i no controlada
La diferència clau entre les reaccions en cadena controlades i no controlades és que les reaccions en cadena controlades no donen lloc a cap efecte explosiu, mentre que les reaccions en cadena no controlades provoquen un alliberament d'energia explosiva.
Els termes reaccions en cadena controlades i reaccions en cadena no controlades es discuteixen a la química nuclear. Una reacció nuclear en cadena es produeix quan una reacció nuclear provoca la progressió d'algunes altres reaccions nuclears posteriorment. Aquestes reaccions en cadena alliberen una quantitat molt alta d'energia.
Què és la reacció en cadena controlada?
Una reacció en cadena controlada és una cadena de reaccions nuclears que tenen lloc posteriorment en condicions controlades. Entenem aquest concepte utilitzant com a exemple les reaccions de fissió nuclear. Una reacció en cadena de fissió té lloc quan un neutró i un isòtop fissil interactuen entre ells. Aquesta interacció provoca l'alliberament d'alguns neutrons del nucli fissil. Aquests neutrons alliberats poden interactuar amb altres isòtops fissils i provocar l'inici de reaccions de fissió posteriors. Quan aquestes reaccions es controlen i es regulen correctament, s'anomena reacció en cadena controlada. Les reaccions de fissió controlades es poden dur a terme en presència de moderadors.
Les centrals nuclears utilitzen reaccions en cadena controlades. Allà, les reaccions en cadena es controlen controlant la velocitat de les reaccions nuclears. Les reaccions en cadena controlades es poden convertir fàcilment en forma no controlada. Les reaccions es poden controlar regulant la quantitat de material de partida utilitzat (isòtop fissil). Per exemple, si la quantitat d'urani utilitzada és alta, llavors la velocitat de reacció també serà alta perquè aleshores la probabilitat que un neutró interaccioni amb un isòtop fissil és alta. Aleshores la reacció esdevé incontrolable. I també, regulant el temps de la reacció, una reacció nuclear en cadena es pot convertir en una reacció controlada. Quan es redueix el temps de reacció, la probabilitat que un neutró interaccioni amb un isòtop fissil és baixa. Aleshores, la reacció es pot controlar fàcilment.
Què és una reacció en cadena no controlada?
Una reacció en cadena no controlada és una cadena de reaccions nuclears que tenen lloc posteriorment, però no en condicions controlades. Per tant, una reacció en cadena incontrolada pot arribar a ser altament explosiva. Això és degut a que aquestes reaccions poden alliberar una quantitat molt alta d'energia alhora.
Figura 01: una reacció en cadena incontrolada
Per exemple, l'isòtop radioactiu urani-235 pot patir una fissió nuclear alliberant neutrons lentament. Un isòtop allibera tres neutrons alhora. Aquests tres neutrons poden reaccionar amb altres tres isòtops d'urani-235 alliberant 9 neutrons (3 neutrons per cada isòtop). De la mateixa manera, la reacció en cadena progressarà i alliberarà una quantitat molt elevada d'energia. Aquestes reaccions nuclears en cadena incontrolades s'utilitzen en bombes nuclears.
Quina diferència hi ha entre la reacció en cadena controlada i la no controlada?
Reacció en cadena controlada i no controlada |
|
| Una reacció en cadena controlada és una cadena de reaccions nuclears que tenen lloc posteriorment en condicions controlades. | Una reacció en cadena no controlada és una cadena de reaccions nuclears que tenen lloc posteriorment, però no en condicions controlades. |
| Components | |
| Es porta a terme una reacció en cadena controlada en presència de moderadors. | Es porta a terme una reacció en cadena incontrolada en absència de moderadors. |
| Mesures de control | |
| Una reacció nuclear en cadena es converteix en una reacció en cadena controlada mitjançant la regulació de la quantitat d'isòtops fissils presents, la reducció del temps de reacció i l'ús de moderadors. | Una reacció en cadena incontrolada no té mesures de control. |
| Aplicacions | |
| Les reaccions en cadena controlades s'utilitzen a les centrals nuclears per generar electricitat. | Les reaccions en cadena no controlades s'utilitzen a les bombes nuclears. |
Resum: reacció en cadena controlada i no controlada
Les reaccions nuclears en cadena es poden trobar principalment pel que fa a les reaccions de fissió nuclear. La fissió nuclear és la ruptura d'un nucli atòmic inestable. La diferència entre les reaccions en cadena controlades i no controlades és que les reaccions en cadena controlades no provoquen cap efecte explosiu, mentre que les reaccions en cadena no controlades provoquen un alliberament d'energia explosiva.
