Razlika med subkritično kritično in nadkritično maso

Ključna razlika - subkritična vs kritična proti nadkritični masi
 

Subkritična, kritična in nadkritična masa se nanaša na količino mase cepljivega materiala, uporabljenega v reakcijah jedrskih verig. Ključna razlika med subkritično, kritično in nadkritično maso je v tem subkritična masa je masa cepljivega materiala, ki ni dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije, kritična masa pa je masa cepljivega materiala, potrebna za vzdrževanje jedrske verižne reakcije, nadkritična masa cepljivega materiala pa je večja masa kot dovolj za podporo jedrske verižne reakcije.

Jedrska verižna reakcija je vrsta reakcij cepljenja. Reakcija jedrskega cepljenja je postopek sproščanja nevtrona iz nestabilnega atomskega jedra. Ko ta sproščeni nevtron deluje z drugim nestabilnim izotopom, novi izotop doživi tudi jedrsko cepitev in sprosti še en nevtron. Podobno poteka veriga reakcij.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je subkritična masa
3. Kaj je kritična masa
4. Kaj je nadkritična masa
5. Primerjava ob strani - Subkritična vs Kritična vs Nadkritična masa v tabeli
6. Povzetek

Kaj je subkritična masa?

Subkritična masa je masa cepljivega materiala, ki ni dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije. Za sprožitev verižne reakcije cepitve mora obstajati najmanjša potrebna masa cepljivega izotopa (znana kot kritična masa). Subkritična masa je vedno manjša od mase kritične mase; zato subkritična masa cepljivega materiala ne more vzdržati verižne reakcije fisije.

Število nevtronov v podkritični masi cepljivega materiala se bo s časom eksponentno zmanjševalo, ker ni dovolj izotopov, ki bi lahko z interakcijo z obstoječimi nevtroni sprostili več nevtronov.

Kaj je kritična masa?

Kritična masa je najmanjša količina mase cepljivega materiala, ki je potrebna za vzdrževanje jedrske verižne reakcije. Količina kritične mase je odvisna od jedrskih lastnosti cepljivega materiala, gostote, oblike in obogatitve cepljivega materiala.

Slika 1: Masa izotopov določa število razpadov.

Čistost izotopa je pomembna tudi pri določanju količine kritične mase. Na primer, če je čistost visoka, je kritična masa nizka. Zunanji dejavniki, ki vplivajo na vrednost kritične mase, so temperatura in okoliščina cepljivega materiala.

Kaj je nadkritična masa?

Nadkritična masa cepljivega materiala je masa, ki je več kot dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije. Ko je v sistemu nadkritična masa, ki ima verižne reakcije fisije, se hitrost cepitve s časom poveča. To je zato, ker je verjetnost, da nevtroni sodelujejo z izotopom zelo velika, je v tem sistemu veliko izotopov. Vendar čez nekaj časa sistem pridobi ravnovesno stanje, ko se količina mase zniža na kritično maso.

Kakšna je razlika med subkritično kritično in nadkritično maso?

Subkritična vs kritična proti nadkritični masi
Subkritična maša	Subkritična masa je masa cepljivega materiala, ki ni dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije.
Kritična masa	Kritična masa je najmanjša količina mase cepljivega materiala, ki je potrebna za vzdrževanje jedrske verižne reakcije.
Nadkritična maša	Nadkritična masa cepljivega materiala je masa, ki je več kot dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije.
Količina mase
Subkritična maša	Subkritična masa je manjša količina kot kritična masa.
Kritična masa	Kritična masa je najmanjša količina mase, ki je potrebna za začetek verižne reakcije fisije.
Nadkritična maša	Nadkritična masa je večja količina kot kritična masa.
Stopnja reakcije
Subkritična maša	Hitrost reakcije se s časom zmanjšuje v prisotnosti podkritične mase.
Kritična masa	Hitrost reakcije se s časom zmanjšuje v prisotnosti kritične mase.
Nadkritična maša	Hitrost reakcije se s časom zmanjšuje v prisotnosti nadkritične mase.

Povzetek - Subkritična kritična proti nadkritični masi

Reakcija jedrske cepitve lahko sproži več kasnejših cepitev, kar vodi v nastanek reakcij verige fisije. Glede na količino mase, ki je potrebna za napredovanje in za vzdrževanje verižne reakcije, obstajajo tri vrste mas, imenovane subkritična masa, kritična masa in nadkritična masa. Ključna razlika med subkritično kritično in nadkritično maso je v tem, da je subkritična masa masa cepljivega materiala, ki ni dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije, kritična masa pa je masa cepljivega materiala, potrebna za trajno reakcijo jedrske verige in nadkritično maso "cepljivega materiala" je masa, ki je več kot dovolj za vzdrževanje jedrske verižne reakcije.

Referenca:

1. "Kritična masa." Wikipedia, fundacija Wikimedia, 31. marca 2018, dostopno tukaj.
2. "Kaj je kritična masa?" Innovateus.net, na voljo tukaj.

Vljudnost slik:

1. "Kritična masa" (javna domena) prek Wikimedije Commons