Forskjellen mellom subkritisk kritisk og superkritisk masse

Nøkkelforskjell - Subcritical vs Critical vs Supercritical Mass
 

Subkritisk, kritisk og superkritisk masse refererer til mengden masse av et fissilt materiale som brukes i kjernekjedereaksjoner. Hovedforskjellen mellom subkritisk, kritisk og superkritisk masse er det Subkritisk masse er massen av et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon, mens kritisk masse er massen av et fissilt materiale som kreves for å opprettholde en kjernekjedereaksjon, og superkritisk masse av et fissilt materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon.

En nukleær kjedereaksjon er en serie fissjonsreaksjoner. En atomfissionreaksjon er prosessen med å frigjøre et nøytron fra en ustabil atomkjerne. Når dette frigjorte nøytronet interagerer med en annen ustabil isotop, blir den nye isotopen også kjernefysisk, og frigjør et annet nøytron. På samme måte skjer en kjede av reaksjoner.

INNHOLD

1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Subcritical Mass
3. Hva er kritisk masse
4. Hva er superkritisk masse
5. Side ved side-sammenligning - Subcritical vs Critical vs Supercritical Mass i tabellform
6. Sammendrag

Hva er Subcritical Mass?

Subkritisk masse er massen av et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon. For å starte en fisjonskjedereaksjon, bør det være en minimumskrevende mengde masse av fissile isotopen (kjent som kritisk masse). Den subkritiske massen er alltid en mindre mengde enn den kritiske massens; Derfor kan den underkritiske massen av et fissilt materiale ikke opprettholde en fisjonkjedereaksjon.

Antallet nøytroner som er tilstede i en underkritisk masse av fissilt materiale, vil eksponentielt reduseres med tiden fordi det ikke er tilstrekkelige isotoper som er i stand til å frigjøre flere nøytroner ved å interagere med de eksisterende nøytroner.

Hva er kritisk masse?

Kritisk masse er den minste mengden masse av et fissilt materiale som kreves for å opprettholde en kjernekjedereaksjon. Mengden kritisk masse er avhengig av atomfareegenskapene til det fissile materialet, densitet, form og anrikning av fissilt materiale.

Figur 1: Massen av isotoper bestemmer antall fisjoner.

Renheten av isotopen er også viktig for å bestemme mengden av kritisk masse. For eksempel, hvis renheten er høy, er den kritiske massen lav. De eksterne faktorene som påvirker verdien av kritisk masse er temperaturen og omgivelsene til det fissile materialet.

Hva er superkritisk masse?

Superkritisk masse av et fissilt materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon. Når det er superkritisk masse i et system som har fisjonskjedereaksjoner, vil fisjonen øke med tiden. Dette skyldes at sannsynligheten for at et neutron interagerer med isotop er svært høyt, det er mange isotoper som er tilstede i dette systemet. Imidlertid, etter en tid, oppnår systemet en likevektstilstand hvor mengden masse er senket til den kritiske masse.

Hva er forskjellen mellom subkritisk kritisk og superkritisk masse?

Subcritical vs Critical vs Supercritical Mass
Subkritisk masse	Subkritisk masse er massen av et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon.
Kritisk masse	Kritisk masse er den minste mengden masse av et fissilt materiale som kreves for å opprettholde en kjernekjedereaksjon.
Superkritisk masse	Superkritisk masse av et fissilt materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon.
Mengdebeløp
Subkritisk masse	Subkritisk masse er en mindre mengde enn kritisk masse.
Kritisk masse	Kritisk masse er den minste mengden masse som kreves for en fisjonkjedereaksjon som skal initieres.
Superkritisk masse	Superkritisk masse er en høyere mengde enn kritisk masse.
Reaksjonsfrekvens
Subkritisk masse	Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av subkritisk masse.
Kritisk masse	Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av kritisk masse.
Superkritisk masse	Reaksjonshastigheten avtar med tiden i nærvær av superkritisk masse.

Sammendrag - Subcritical Critical vs Supercritical Mass

En kjernefysisk reaksjonsreaksjon kan initiere flere påfølgende fisjoner som fører til dannelsen av fisjonskjedereaksjoner. Basert på mengden masse som kreves for progresjonen og for å opprettholde en kjedereaksjon, er det tre typer masser kalt subkritisk masse, kritisk masse og superkritisk masse. Hovedforskjellen mellom underkritisk kritisk og superkritisk masse er at subkritisk masse er massen av et fissilt materiale som ikke er nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon, mens kritisk masse er massen av et fissilt materiale som kreves for en vedvarende atom kjedereaksjon og superkritisk masse av et fissilt materiale er massen som er mer enn nok til å opprettholde en kjernekjedereaksjon.

Henvisning:

1. "Kritisk masse". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31. mars 2018, Tilgjengelig her.
2. "Hva er kritisk masse?" Innovateus.net, Tilgjengelig her.

Bilde Courtesy:

1. "Kritisk masse" (offentlig domene) via Commons Wikimedia