Forskjellen mellom kontrollert og ukontrollert kjedereaksjon

Nøkkelforskjell - Kontrollert vs ukontrollert kjedereaksjon
 

De nøkkelforskjell mellom kontrollerte og ukontrollerte kjedereaksjoner er det kontrollerte kjedereaksjoner fører ikke til noen eksplosive effekter, mens ukontrollerte kjedereaksjoner fører til eksplosiv energiutslipp.

Begrepet kontrollerte kjedereaksjoner og ukontrollerte kjedereaksjoner diskuteres under kjernekjemi. En nukleær kjedereaksjon oppstår når en kjernefysisk reaksjon forårsaker fremdriften av noen andre kjernereaksjoner senere. Disse kjedereaksjonene gir en meget høy mengde energi.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er kontrollert kjedereaksjon
3. Hva er ukontrollert kjedereaksjon
4. Side ved side-sammenligning - kontrollert vs ukontrollert kjedereaksjon i tabellform
5. Sammendrag

Hva er kontrollert kjedereaksjon?

En kontrollert kjedereaksjon er en kjede av nukleare reaksjoner som deretter finner sted under kontrollerte forhold. La oss forstå dette konseptet ved hjelp av kjernefysjonsreaksjoner som et eksempel. En fisjonkjedereaksjon finner sted når et nøytron og en fissil isotop samvirker med hverandre. Denne interaksjonen forårsaker frigivelsen av noen nøytroner fra den fissile kjernen. Disse frigjorte neutronene kan samhandle med andre fissile isotoper og forårsake initiering av etterfølgende fissjonsreaksjoner. Når disse reaksjonene styres og reguleres riktig, kalles det en kontrollert kjedereaksjon. Kontrollerte fissjonsreaksjoner kan utføres i nærvær av moderatorer.

Kjernekraftverk bruker kontrollerte kjedereaksjoner. Der styres kjedereaksjonene ved å kontrollere frekvensen av nukleare reaksjoner. Kontrollerte kjedereaksjoner kan enkelt omdannes til ukontrollert form. Reaksjonene kan styres ved å regulere mengden utgangsmateriale som brukes (fissile isotopen). Hvis for eksempel mengden av brukt uran er høy, vil reaksjonshastigheten også være høy fordi da er sannsynligheten for et nøytron som interagerer med en fissil isotop høy. Da blir reaksjonen ukontrollabel. Og ved å regulere reaksjonstidspunktet kan en kjernekjedereaksjon også gjøres til en kontrollert reaksjon. Når reaksjonstidspunktet er redusert, er sannsynligheten for et nøytron som interagerer med en fissil isotop, lav. Da kan reaksjonen lett styres.

Hva er ukontrollert kjedereaksjon?

En ukontrollert kjedereaksjon er en kjede av nukleare reaksjoner som finner sted senere, men ikke under kontrollerte forhold. Derfor kan en ukontrollert kjedereaksjon bli svært eksplosiv. Det er fordi disse reaksjonene kan frigjøre en svært høy mengde energi om gangen.

Figur 01: En ukontrollert kjedereaksjon

For eksempel kan den radioaktive isotopen Uran-235 gjennomgå nukleær fisjon, og frigjøre nøytron sakte. En isotop frigir tre nøytroner om gangen. Disse tre nøytronene kan reagere med tre andre uran-235 isotoper som frigjør 9 nøytroner (3 nøytroner per hver isotop). På samme måte vil kjedereaksjonen utvikle seg og frigjøre en meget høy mengde energi. Disse ukontrollerte atomkjedereaksjonene brukes i atombomber.

Hva er forskjellen mellom kontrollert og ukontrollert kjedereaksjon?

Kontrollert vs ukontrollert kjedereaksjon
En kontrollert kjedereaksjon er en kjede av nukleare reaksjoner som deretter finner sted under kontrollerte forhold.	En ukontrollert kjedereaksjon er en kjede av nukleare reaksjoner som finner sted senere, men ikke under kontrollerte forhold.
komponenter
En kontrollert kjedereaksjon utføres i nærvær av moderatorer.	En ukontrollert kjedereaksjon utføres i fravær av moderatorer.
Kontrolltiltak
En kjernekjedereaksjon omdannes til en kontrollert kjedereaksjon via regulering av mengden av fissile isotoper tilstede, redusering av reaksjonstidspunktet og bruk av moderatorer.	En ukontrollert kjedereaksjon har ingen kontrolltiltak.
applikasjoner
Kontrollerte kjedereaksjoner brukes i atomkraftverk for å generere elektrisitet.	Ukontrollerte kjedereaksjoner brukes i atombomber.

Sammendrag - Kontrollert vs ukontrollert kjedereaksjon

Kjernekjedereaksjoner kan hovedsakelig finne seg om kjernefysjonsreaksjoner. Nuclear fission er nedbrytningen av en ustabil atomkjerne. Forskjellen mellom kontrollerte og ukontrollerte kjedereaksjoner er at kontrollerte kjedereaksjoner ikke fører til noen eksplosive effekter, mens ukontrollerte kjedereaksjoner fører til eksplosiv energiutslipp.

Henvisning:

1. Ramakrishnan, Dinesh. "Infofavor." Nukleær fisjon - Kontrollerte og ukontrollerte fissionreaktjoner. Tilgjengelig her
2. "Controlled Fission vs Uncontrolled Fission." JISIBHLPhysics - Controlled Fission vs Uncontrolled Fission. Tilgjengelig her 
3. "Nuclear Chain Reaction." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31. mars 2018. Tilgjengelig her

Bilde Courtesy:

1. "Nuclear fission chain reaction" Av MikeRun - Eget arbeid, (CC BY-SA 4,0) via Commons Wikimedia