Relativitätstheorie sagt, dass Masse - ist eine besondere Form der Energie.Daraus folgt, dass es möglich ist, die Energie der Masse und Energie, um die Masse zu konvertieren.Auf intraatomaren Ebene auftreten, solche Reaktionen.Insbesondere kann ein Teil der Masse des Atomkerns und in Energie umzuwandeln.Dies geschieht über mehrere Pfade.Zum einen kann der Kern in eine Anzahl von kleineren Kerne aufzubrechen, wird diese Reaktion als "Kollaps".Zweitens können kleinere Kerne einfach verbinden ein großer zu werden - ist der Synthesereaktion.Im Universum, sind solche Reaktionen nicht ungewöhnlich.Es genügt zu sagen, dass der Fusionsreaktion - Energiequelle für die Sterne.Aber die Reaktion auf den Zusammenbruch der Menschheit verwendet in Kernreaktoren, da die Menschen gelernt, diese komplexen Prozesse zu steuern.Aber was ist eine nukleare Kettenreaktion?Wie man es schaffen?
Was passiert im Kern eines Atoms
nukleare Kettenreaktion - ein Prozess, bei dem Zusammenstoß der Elementarteilchen oder Kerne mit anderen Kernen läuft.Warum die "Kette"?Dieser Satz von aufeinanderfolgenden Einzelkernreaktionen.Dieses Verfahren führt zu einer Veränderung der Quantenzustand und Nukleon Zusammensetzung der Ausgangskerne erscheinen auch neue Teilchen - Produkte der Reaktion.Nukleare Kettenreaktion, unter der Sie die Physik der Mechanismen der Wechselwirkung der Kerne mit den Kernen und Teilchen zu erkunden - das ist die Hauptmethode für immer neue Elemente oder Isotope.Um die Kettenreaktion zu verstehen, müssen wir uns erst einmal mit der Single.
Was für die Reaktion
benötigte, um ein solches Verfahren zu implementieren, als eine nukleare Kettenreaktion ist es notwendig, die Partikel (Kern und Nukleon, zwei Kerne) in einem Entfernungsbereich von der starken Wechselwirkung (etwa ein Fermi) zusammenzubringen.Wenn die Abstände groß sind, die Wechselwirkung von geladenen Teilchen ist reines Coulomb.Die Kernreaktion unter Einhaltung aller Gesetze: Erhaltung der Energie, die Zeit, die Dynamik der Baryon Ladung.Nukleare Kettenreaktion wird durch eine Reihe von Symbolen A, B, C, D angedeutet.Das Symbol steht für die ursprüngliche Kern, b - der einfallenden Teilchens mit - eine neue ausgehende Teilchen und d ist der resultierende Kern.
Reaktionsenergie
nukleare Kettenreaktion kann entweder mit der Aufnahme und Abgabe von Energie, die in Höhe der Differenz zwischen den Massen der Teilchen nach der Reaktion und vor ist erfolgen.Die absorbierte Energie bestimmt die minimale kinetische Energie der Kollision, die sogenannte Schwellen einer Kernreaktion in dem sie frei fließen kann.Dieser Schwellenwert hängt von den Teilchen, die an der Interaktion beteiligt sind, und deren Eigenschaften.In der Anfangsstufe sind alle Teilchen in einem vorbestimmten Quantenzustand.
die Reaktion
wichtigste Quelle von geladenen Teilchen, die den Kern zu bombardieren ist ein Teilchenbeschleuniger, der Protonenstrahlen, Schwerionen und leichten Kernen bietet.Langsame Neutronen durch die Verwendung von Kernreaktoren erhalten.Zur Fixierung des einfallenden geladenen Teilchen können in verschiedenen Arten von Kernreaktionen verwendet werden - wie die Synthese und Verfall.Die Wahrscheinlichkeit von ihnen hängt von den Parametern der Teilchen, die kollidieren.Dies ist wahrscheinlich Merkmalen wie einem Abschnitt der Reaktions - der Wert der effektiven Fläche, die den Kern als ein Ziel für den eingehenden Teilchen charakterisiert und davon ein Maß für die Wahrscheinlichkeit des Eintritts des Teilchens und dem Kern zusammenwirken.Wenn Reaktionen beteiligten Teilchen mit von Null drehen, hängt der Querschnitt von ihrer Ausrichtung.Da die Spins der einfallenden Teilchen ausgerichtet sind, nicht ganz chaotisch, und mehr oder weniger geordneten Art und Weise, werden alle Blutkörperchen polarisiert.Quantitative Charakterisierung orientierten Spins der Strahlpolarisationsvektor beschrieben.
Reaktionsmechanismus
Was ist die nukleare Kettenreaktion?Wie bereits erwähnt, ist es eine Folge von einfachen Reaktionen.Eigenschaften des einfallenden Teilchens und seine Wechselwirkung mit dem Kern hängt von der Masse, Ladung, kinetischer Energie.Die Wechselwirkung wird durch den Grad der Freiheit der Kerne, die durch die Kollision angeregt werden bestimmt.Erlangung der Kontrolle über all diese Mechanismen können für einen Prozess, wie beispielsweise kontrollierte nukleare Kettenreaktion.
Direktantwort
Wenn ein geladenes Teilchen, das die Zielkern trifft, berührt es einfach, die Dauer der Kollision immer noch notwendig ist, um den Abstand Kernradius zu überwinden.Diese Kernreaktion wird als eine gerade Linie.Ein gemeinsames Merkmal aller Reaktionen dieses Typs ist es, eine kleine Anzahl von Freiheitsgraden zu bringen.Bei diesem Verfahren nach dem ersten Zusammenstoß Partikel noch genügend Energie, um den nuklearen Anziehung zu überwinden.Zum Beispiel solche Wechselwirkungen, wie die inelastische Neutronenstreuung, Ladungsaustausch, und gerade sind.Der Beitrag dieser Prozesse als Antwort "Gesamtquerschnitt" ganz elend genannt.Allerdings ist die direkte Verteilung der Produkte einer Kernreaktion Passage, um die Wahrscheinlichkeit der Abweichung von der Winkelstrahlrichtung zu bestimmen, Quantenzahlen, Selektivität besiedelten Staaten und bestimmen ihre Struktur.
Pre-Gleichgewichtsemission
Haben die nicht den Bereich der nuklearen Zusammenarbeit verlassen nach der ersten Kollision, wird es in einer Kaskade von aufeinanderfolgenden Kollisionen beteiligt sein.Das ist eigentlich genau das, was man eine nukleare Kettenreaktion.Als Folge dieser Situation wird die kinetische Energie des Teilchens zwischen den Komponententeilen des Kerns verteilt sind.Die gleiche Kernel-Zustand wird nach und nach sehr viel komplizierter geworden.Während dieses Prozesses zu einem bestimmten Nukleon oder das gesamte Cluster (Gruppe Nukleonenzahl) genügend Energie für die Emission von einem Nukleon vom Kern konzentriert werden.Weitere Entspannung in einer statistischen Gleichgewicht und die Bildung von Zwischenkerns führen.
Kettenreaktionen
Was ist die nukleare Kettenreaktion?Diese Sequenz seiner Bestandteile.Das heißt, erscheinen mehrere aufeinanderfolgende Einzelkernreaktionen durch geladene Teilchen verursacht werden als Reaktionsprodukte in den vorherigen Schritten.Was man eine nukleare Kettenreaktion?Zum Beispiel kann die Spaltung schwerer Kerne, wenn mehrere Spaltungsereignisse von einer früheren Neutronenabklingzeitkonstante eingeleitet.
Merkmale einer nuklearen Kettenreaktion
Unter all den chemischen Reaktionen, es erhielt breite Vertriebskette.Teilchen mit nicht verwendete Verbindungen wirken als freie Atome oder Reste.In diesem Verfahren, da die nukleare Kettenreaktion, wobei der Mechanismus des Auftretens vorzusehen Neutronen, die die Coulomb-Barriere haben und erregt den Kern bei der Absorption.Wenn es notwendig ist, in dem Medium Partikel, verursacht es eine Kette von Folgereaktionen, die zu Kettenspaltung durch den Verlust der Trägerpartikel fortsetzen wird.
Warum verlor Träger
Es gibt nur zwei Gründe für den Verlust von Trägerteilchen ununterbrochenen Kettenreaktionen.Die erste ist die Absorption der Teilchen ohne sekundäre Emissionsprozess.Die zweite - so dass die Teilchen innerhalb des Umfangs der Substanz, die den Kettenprozess unterstützt.
Zwei Arten von
Wenn in jeder Periode eine Kettenreaktion stammt ausschließlich einzelnes Teilchen des Trägers, die Sie anrufen können dieses Verfahren unverzweigt.Es kann nicht in die Freisetzung von Energie in großem Maßstab führen.Wenn es viele Trägerpartikel, spricht man verzweigte Reaktion.Was ist eine nukleare Kettenreaktion mit Verzweigungen?Eine der in der vorherigen Akt der Sekundärpartikel erhalten weiterhin zuvor initiierten eine Kette, aber die anderen werden neue Reaktionen, die auch verzweigen heraus erstellen.Mit diesem Verfahren werden konkurrierende Prozesse führen zu Bruch.Die sich ergebende Situation zu besonderen und kritischen Randerscheinung geben würde.Zum Beispiel, wenn die Kontinuität von mehr als einer rein neue Ketten ist, ist die Reaktion selbsttragend unmöglich.Selbst wenn sie erregt künstlich Einführen in die gewünschte mittlere Anzahl von Teilchen, wird der Prozess noch verblassen über die Zeit (in der Regel sehr schnell).Wenn die Anzahl der neuen Ketten wird die Anzahl der Pausen überschreiten, wird die Kettenreaktion beginnen, durch das Material hindurch verteilt.
kritischen Zustand
kritischen Zustand getrennten Zustand der Materie entwickelt eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion, und der Bereich, in dem diese Reaktion überhaupt nicht möglich.Dieser Parameter wird von Gleichheit zwischen der Anzahl neuer Schaltungen und der Anzahl von möglichen Pausen gekennzeichnet.Da die Anwesenheit eines freien Partikelträger, ist der kritische Zustand der Haupt Element in dieser Liste, als "den Bedingungen der nuklearen Kettenreaktion."Erreichung dieser Bedingung kann durch eine Anzahl von Faktoren bestimmt werden.Kernspaltung schwerer Elemente nur von einem Neutronen angeregt wird.Als Ergebnis dieses Prozesses als eine Kernspaltungskettenreaktion gibt es mehr Neutronen.Folglich kann dieser Prozess verzweigt Reaktion, bei der Herstellung des Trägers und Neutronen wirken.In dem Fall, dass die Geschwindigkeit der Neutronen einfängt ohne Teilung oder Abweichungen (Verlustrate) werden Geschwindigkeitswiedergabe der Trägerpartikel kompensiert werden, wird die Kettenreaktion in einem stationären Modus fortzufahren.Diese Gleichung beschreibt den Multiplikationsfaktor.Im obigen Fall ist es gleich eins ist.In der Atomindustrie mit der Einführung der negativen Rückkopplung zwischen der Geschwindigkeit der Energiefreisetzung und dem Multiplikationsfaktor ist möglich, Steuerung von Kernreaktionen zu implementieren.Wenn dieses Verhältnis größer als eins ist, dann wird die Reaktion exponentiell wachsen.Unkontrollierbare Kettenreaktion in Atomwaffen verwendet.
nukleare Kettenreaktion im Energie
Reaktivität des Reaktors wird durch eine Vielzahl von Prozessen, die in ihrem Kern auftreten bestimmt.All diese Einflüsse durch den sogenannten Koeffizienten der Reaktivität bestimmt.Wirkung der Temperatur Graphitstäbe, Wärmeübertragungsflüssigkeiten oder Uran Reaktivität des Reaktors und der Intensität der den Ablauf eines Prozesses, wie beispielsweise nukleare Kettenreaktion, gekennzeichnet durch einen Temperaturkoeffizienten (für das Kühlmittel, Uran, auf Graphit).Es ist auch abhängig von den Eigenschaften der Leistung des barometrischen Indikatoren der Dampfparameter.Um die Kernreaktion im Reaktor notwendige Konvertierung eines Elements in ein anderes zu erhalten.Um dies zu tun, berücksichtigen die Bedingungen natürlich die nukleare Kettenreaktion - die Anwesenheit einer Substanz, die in der Lage sich zu teilen und verteilen sich aus dem Zerfall von einer Reihe von Elementarteilchen, die als ein Ergebnis, wird die Aufteilung der verbleibenden Kerne verursachen.Als ein solches Material häufig verwendet U238, U235, Plutonium-239.Während des Durchgangs der nuklearen Kettenreaktion wird Isotopen dieser Elemente zersetzen und zwei oder mehr anderen chemischen Substanzen.In diesem Verfahren ist es sogenannte "gamma" -Strahlen, eine intensive Energiefreisetzung, die Bildung von zwei oder drei Neutronen, die weiter Handlungen Reaktion emittiert.Es langsamen und schnellen Neutronen, da mit dem Kern des Atoms zerfallen sollten diese Teilchen mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu fliegen.
