relativitetsteori siger, at masse - er en særlig form for energi.Det følger heraf, at det er muligt at omdanne energien i massen og energi til massen.På intraatomic niveau opstår sådanne reaktioner.Især kan nogle af massen af atomkerne vel vise til energi.Dette sker via flere stier.For det første, kernen kan bryde op i en række mindre kerner, er denne reaktion kaldet "kollaps".For det andet kan mindre kerner nemt tilslutte at få en stor - er syntesereaktionen.I universet, er ikke ualmindelige sådanne reaktioner.Det er nok at sige, at fusion reaktion - en kilde til energi til stjernerne.Men reaktionen på sammenbruddet af menneskeheden, der anvendes i atomreaktorer, som folk lært at kontrollere disse komplekse processer.Men hvad er en nuklear kædereaktion?Sådan håndteres det?
Hvad sker der i kernen af et atom
nuklear kædereaktion - en proces, der kører i kollision af elementære partikler eller kerner med andre kerner.Hvorfor "kæden"?Dette sæt af sekventielle enkelt kernereaktioner.Denne proces resulterer i en ændring i kvantetilstanden og nucleon sammensætning af udgangsmaterialer kerner vises endda nye partikler - produkter af reaktionen.Nuklear kædereaktion, som giver dig mulighed for at udforske fysik mekanismerne for interaktion af kerner med kerner og partikler - det er den vigtigste metode til at få nye elementer og isotoper.For at forstå den kædereaktion, må vi først beskæftige sig med det indre.
Hvad der er behov for reaktionen
For at gennemføre en sådan proces, som en nuklear kædereaktion, er det nødvendigt at samle de partikler (kernen og den nukleon, to kerner) i en afstand vifte af den stærke vekselvirkning (omkring en Fermi).Hvis afstandene er store, interaktionen af ladede partikler er ren Coulomb.Det nukleare reaktion i overensstemmelse med alle love: bevarelse af energi, tid, dynamikken i baryon afgift.Nuklear kædereaktion er angivet ved et sæt af symboler a, b, c, d.Symbolet repræsenterer den oprindelige kerne, b - hændelsen partikel med - en ny udgående partikler, og d er den resulterende kerne.
reaktion energi
nuklear kædereaktion kan finde sted enten med absorption og frigivelse af energi, som er lig med forskellen mellem masserne af partiklerne efter reaktionen og før.Den absorberede energi bestemmer den minimale kinetiske energi af kollision, det såkaldte tærsklen til en kernereaktion, hvor det kan strømme frit.Denne tærskel afhænger af de partikler, der er involveret i interaktionen, og deres karakteristika.I den indledende fase, alle partikler er i en forudbestemt kvantetilstand.
, reaktionen
vigtigste kilde til ladede partikler, der bombarderer kernen er en partikelaccelerator, der giver stråler af protoner, tunge ioner og lette kerner.Langsomme neutroner opnås ved anvendelse af atomreaktorer.At fastsætte hændelsen ladede partikler kan bruges i forskellige typer af kernereaktioner - som syntesen og forfald.Sandsynligheden for dem afhænger af parametrene af partikler, der kolliderer.Dette er sandsynligvis relateret kendetegn, såsom en sektion af reaktionen - værdien af det effektive areal, der kendetegner kernen som et mål for de indgående partikler, og som er et mål for sandsynligheden for optagelse af partiklen og kernen interagerer.Hvis reaktionerne deltager partikel med ikke-nul, tværsnittet afhænger af deres orientering.Da spin af hændelsen partiklerne er orienteret ikke helt kaotisk, og mere eller mindre overskuelig måde, er alle blodlegemer polariseret.Kvantitativ karakterisering af orienterede spin strålen polarisering vektor beskrives.
reaktionsmekanisme
Hvad er den nukleare kædereaktion?Som allerede nævnt er det en sekvens af simple reaktioner.Karakteristik af hændelsen partikel og dens interaktion med kernen afhænger af massen, ladning, kinetisk energi.Interaktionen bestemmes af den grad af frihed af kerner, der exciteres af kollision.Opsamling kontrol over alle disse mekanismer giver mulighed for en proces, såsom kontrolleret nuklear kædereaktion.
Direkte respons
Hvis en ladet partikel, der rammer målet kerne, bare rører det, varigheden af kollision er stadig nødvendigt at overvinde radius af kernen afstand.Denne kernereaktion kaldes en lige linje.Fælles for alle reaktioner af denne type er at bringe et lille antal frihedsgrader.I denne proces, efter den første kollision partikel stadig har tilstrækkelig energi til at overvinde den nukleare attraktion.For eksempel, sådanne interaktioner, som uelastisk neutronspredning, oplade udveksling, og er lige.Bidraget fra disse processer i respons kaldes "total tværsnit" helt elendige.Men den direkte distribution af produkterne fra en kernereaktion passage bestemme sandsynligheden for afgang fra den vinkel stråle retning, kvantetal, selektivitet befolkede stater og bestemme deres struktur.
pre-ligevægt emission
Hvis partiklen ikke forlader området nuklear samarbejde efter den første kollision, vil det blive involveret i en kaskade af successive kollisioner.Dette er faktisk præcis, hvad der kaldes en nuklear kædereaktion.Som følge af denne situation, er den kinetiske energi af partiklen fordeles mellem de enkelte dele af kernen.Den selvsamme kerne stat vil gradvist blive meget mere kompliceret.Under denne proces på et nucleon eller hele klyngen (gruppe nukleoner) kan koncentreres nok energi til at udsende en nucleon fra kernen.Yderligere lempelse vil resultere i en statistisk ligevægt og dannelsen af forbindelsen kernen.
Chain Reaktioner
Hvad er den nukleare kædereaktion?Denne sekvens af dets bestanddele.Det vil sige, flere på hinanden følgende individuelle nukleare reaktioner forårsaget af ladede partikler vises som reaktionsprodukter i de foregående trin.Hvad der kaldes en nuklear kædereaktion?For eksempel fission af tunge kerner, når flere fission begivenheder indledes fra en tidligere neutron forfald.
Funktioner af en nuklear kædereaktion
Blandt alle de kemiske reaktioner modtog bred distributionskæden.Partikler med ubenyttede forbindelser fungere som frie atomer eller radikaler.I denne proces, som den nukleare kædereaktion, mekanismen for dets forekomst give neutroner, der har Coulomb-barrieren og excite kernen af absorption.Hvis der er behov på mellemlang partikel, det forårsager en kæde af efterfølgende omdannelser, som fortsat vil kædespaltning grund af tabet af bærerpartiklerne.
Hvorfor mistede luftfartsselskab
Der er kun to grunde til tabet af bærepartikler ubrudte kædereaktioner.Den første er absorptionen af partiklerne uden sekundær emission proces.Den anden - forlader partiklerne inden for rammerne af det stof, der understøtter kæden processen.
To typer af
Hvis i hver periode en kædereaktion kommer udelukkende enkelt partikel af bæreren, kan du ringe denne proces uforgrenede.Det kan ikke føre til frigivelse af energi i stor skala.Hvis der er mange bærerpartikler, kaldes det forgrenede reaktion.Hvad er en kædereaktion med forgrening?En af den opnåede i forrige akt af sekundære partikler fortsætter tidligere igangsat en kæde, men den anden vil skabe nye reaktioner, som også vil grener sig.Med denne proces vil blive konkurrerende processer føre til brud.Den deraf opståede situation ville give anledning til specifik kritisk og marginalt fænomen.For eksempel, hvis kontinuitet er større end en rent nye kæder, er umuligt reaktionen selvforsørgelse.Selv om excite hende kunstigt indføring i mediet ønskede antal partikler, vil processen stadig falmer med tiden (som regel ganske hurtigt).Hvis antallet af nye kæder vil overstige antallet af pauser, vil kædereaktionen begynder at spredes over hele materialet.
kritisk tilstand
kritisk tilstand selvstændig stat af stof udviklet en selvbærende kædereaktion, og det område, hvor denne reaktion ikke er muligt på alle.Denne parameter er kendetegnet ved ligestilling mellem antallet af nye kredsløb og antallet af mulige pauser.Som tilstedeværelsen af en fri partikel bærer, den kritiske tilstand er det vigtigste element i denne liste, som "betingelserne for nuklear kædereaktion."Opnåelse af denne tilstand kan bestemmes ved en række mulige faktorer.Nuklear fission af tunge grundstoffer er ophidset af kun én neutron.Som et resultat af denne proces, som nuklear fission kædereaktion, der er flere neutroner.Derfor kan denne proces producerer forgrenet reaktion, hvori bæreren og vil handle neutroner.I det tilfælde, hvor hastigheden af neutron fanger uden deling eller afgange (tabsrate) vil blive kompenseret hastighed gengivelse af bærerpartiklerne vil kædereaktionen forløbe i en stationær tilstand.Denne ligning beskriver multiplikationsfaktoren.I ovenstående tilfælde er det lig med én.I atomkraft industrien med indførelsen af negativ feedback mellem den sats af energi frigivelse og multiplikationsfaktoren er muligt at gennemføre kontrol med nukleare reaktioner.Hvis dette forhold er større end én, hvorefter reaktionen vil vokse eksponentielt.Ukontrollabel kædereaktion bruges i atomvåben.
nuklear kædereaktion i energisektoren
reaktivitet af reaktoren er bestemt af en lang række processer, der opstår i sin kerne.Alle disse påvirkninger bestemmes af den såkaldte koefficient på reaktivitet.Virkning af temperatur grafit stænger, varmeoverføringsvæsker eller uran reaktivitet af reaktoren og intensiteten af strømmen af en proces såsom nuklear kædereaktion, kendetegnet ved en temperaturkoefficient (for kølemidlet, uran, af grafit).Det er også afhængig af de særlige kendetegn ved magt barometriske indikatorer for dampparametrene.For at opretholde den kernereaktion i reaktoren nødvendigt omdannelse et element til et andet.For at gøre dette, tager hensyn til de betingelser selvfølgelig den nukleare kædereaktion - tilstedeværelsen af et stof, der er i stand til at dele og afsætte sig fra henfaldet af en række elementære partikler, der som følge heraf vil forårsage opdelingen af de resterende kerner.Som et sådant materiale ofte brugt uran-238, uran-235, plutonium-239.Under passagen af den nukleare kædereaktion, vil isotoper af disse elementer nedbrydes og danne to eller flere andre kemiske stoffer.I denne proces er det udsendes såkaldte "gamma" stråler, en intensiv frigivelse af energi, dannelsen af to eller tre neutroner i stand til yderligere handlinger reaktion.Der er langsomme og hurtige neutroner, da til kernen af atomet henfaldet, bør disse partikler flyver med en bestemt hastighed.
