Nøgleforskel - subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse
Subkritisk, kritisk og superkritisk masse henviser til mængden af et fissilt materiale, der anvendes i nukleare kædereaktioner. Hovedforskellen mellem subkritisk, kritisk og superkritisk masse er, at subkritisk masse er massen af et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nuklear kædereaktion, hvorimod kritisk masse er massen af et fissilt materiale, der kræves for at opretholde en nuklear kædereaktion, og superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nuklear kædereaktion.
En nuklear kædereaktion er en række fissionsreaktioner. En nuklear fissionsreaktion er processen med at frigive en neutron fra en ustabil atomkerne. Når denne frigivne neutron interagerer med en anden ustabil isotop, gennemgår den nye isotop også nuklear fission og 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 om side - Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse i tabelform
6. Resumé
Hvad er subkritisk masse?
Subkritisk masse er massen af et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nuklear kædereaktion. For at igangsætte en fissionskædereaktion, skal der være en mindst mulig mængde masse 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 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 masse af et fissilt materiale, der kræves for at opretholde en nuklear kædereaktion. Mængden af kritisk masse afhænger af det fissile materiales nukleare egenskaber, densitet, form og berigelse af fissilt materiale.
Figur 1: Massen af isotoper bestemmer antallet af fissioner.
Renheden af isotopen er også vigtig til bestemmelse af mængden af kritisk masse. For eksempel, hvis renheden er høj, er den kritiske masse lav. De eksterne faktorer, der påvirker værdien af den kritiske masse, er temperaturen og det omgivende fissile materiale.
Hvad er superkritisk masse?
Superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nuklear 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 isotopen er meget høj, og at der er mange isotoper til stede i dette system. Efter et stykke tid opnår systemet imidlertid en ligevægtstilstand, hvor massemængden er sænket til den kritiske masse.
Hvad er forskellen mellem subkritisk kritisk og superkritisk masse?
Diff artikel midt foran bordet
Subkritisk vs kritisk vs superkritisk masse |
|
| Subkritisk masse | Subkritisk masse er massen af et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nuklear kædereaktion. |
| Kritisk masse | Kritisk masse er den mindste masse af et fissilt materiale, der kræves for at opretholde en nuklear kædereaktion. |
| Superkritisk masse | Superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nuklear 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 en fissionskædereaktion kan igangsættes. |
| 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. |
Resumé - Underkritisk kritisk vs superkritisk masse
En nuklear fissionsreaktion kan starte flere efterfølgende fissioner, der fører til oprettelse af fissionskædereaktioner. Baseret på den mængde masse, der kræves til progressionen og for at opretholde en kædereaktion, er der tre typer masser navngivet som subkritisk masse, kritisk masse og superkritisk masse. Hovedforskellen mellem subkritisk kritisk og superkritisk masse er, at subkritisk masse er massen af et fissilt materiale, der ikke er nok til at opretholde en nuklear kædereaktion, mens den kritiske masse er massen af et fissilt materiale, der kræves til en vedvarende nuklear kædereaktion og superkritisk masse af et fissilt materiale er den masse, der er mere end nok til at opretholde en nuklear kædereaktion.
