de la relatividad dice que la masa - es una forma especial de energía.De ello se desprende que es posible convertir la energía de la masa y energía a la masa.En el nivel intraatomic producen tales reacciones.En particular, algunos de la masa del núcleo atómico bien puede convertirse en energía.Esto se produce a través de múltiples caminos.En primer lugar, el núcleo puede descomponerse en una serie de núcleos más pequeños, esta reacción se llama "colapso".En segundo lugar, los núcleos más pequeños pueden conectarse fácilmente para obtener una gran - es la reacción de síntesis.En el universo, tales reacciones no son infrecuentes.Baste decir que la reacción de fusión - una fuente de energía para las estrellas.Pero la reacción a la caída de la humanidad utiliza en reactores nucleares, como la gente aprendió a controlar estos procesos complejos.Pero, ¿qué es una reacción nuclear en cadena?Cómo manejarlo?
¿Qué ocurre en el núcleo de un
reacción nuclear en cadena átomo - un proceso que se ejecuta en la colisión de las partículas elementales o núcleos con otros núcleos.¿Por qué la "cadena"?Este conjunto de reacciones nucleares individuales secuenciales.Este proceso resulta en un cambio en el estado y nucleón composición cuántica de los núcleos a partir aparecen incluso nuevas partículas - productos de la reacción.Reacción nuclear en cadena, lo que le permite explorar la física de los mecanismos de interacción de los núcleos con los núcleos y partículas - este es el método principal para obtener nuevos elementos e isótopos.Para entender la reacción en cadena, primero tenemos que hacer frente a la individual.
Lo que se necesita para la reacción
Con el fin de implementar un proceso de este tipo, como una reacción nuclear en cadena, es necesario reunir a las partículas (el núcleo y el nucleón, dos núcleos) en un rango de distancia de la interacción fuerte (alrededor de un Fermi).Si las distancias son grandes, la interacción de partículas cargadas es puro Coulomb.La reacción nuclear en cumplimiento con todas las leyes: la conservación de la energía, el tiempo, el momento de la carga de bariones.Reacción en cadena nuclear se indica mediante un conjunto de símbolos a, b, c, d.El símbolo representa el núcleo original, b - la partícula incidente con - unas nuevas partículas salientes, y d es el núcleo resultante.La energía de reacción
reacción nuclear en cadena puede tener lugar ya sea con la absorción y liberación de energía, que es igual a la diferencia entre las masas de las partículas después de la reacción y antes.La energía absorbida determina la energía cinética mínimo de la colisión, el llamado umbral de una reacción nuclear en el que puede fluir libremente.Este umbral depende de las partículas que están implicados en la interacción, y sus características.En la etapa inicial, todas las partículas se encuentran en un estado cuántico predeterminado.
, la reacción
principal fuente de partículas cargadas que bombardean el núcleo es un acelerador de partículas que proporciona haces de protones, iones pesados y núcleos ligeros.Neutrones lentos obtenidos a través del uso de reactores nucleares.Para solucionar el incidente partículas cargadas pueden ser utilizadas en diferentes tipos de reacciones nucleares - como la síntesis y la descomposición.La probabilidad de ellos depende de los parámetros de las partículas que chocan.Esto se relaciona probablemente con características tales como una sección de la reacción - el valor del área efectiva que caracteriza el núcleo como un objetivo para las partículas entrantes, y que es una medida de la probabilidad de entrada de la partícula y el Interact núcleo.Si las reacciones son partículas participando con giro distinto de cero, la sección transversal depende de su orientación.Dado que los espines de los partículas incidentes están orientados no bastante caótico, y de manera más o menos ordenada, todos los corpúsculos están polarizados.Caracterización cuantitativa de giros orientados el vector de polarización del haz se describe.Mecanismo de reacción
¿Cuál es la reacción nuclear en cadena?Como ya se ha mencionado, es una secuencia de reacciones simples.Las características de la partícula incidente y su interacción con el núcleo depende de la masa, carga, energía cinética.La interacción está determinada por el grado de libertad de los núcleos, que son excitados por la colisión.Obtener el control sobre todos estos mecanismos permite un proceso tal como la reacción en cadena nuclear controlada.
respuesta directa
Si una partícula cargada que golpea el núcleo blanco, apenas lo toca, la duración de la colisión sigue siendo necesario para superar la radio de distancia del núcleo.Esta reacción nuclear se llama una línea recta.Una característica común para todas las reacciones de este tipo es traer un pequeño número de grados de libertad.En este proceso, después de la primera colisión de partículas tiene todavía suficiente energía para superar la atracción nuclear.Por ejemplo, este tipo de interacciones, como la dispersión inelástica de neutrones, cobran de cambio, y son rectas.La contribución de estos procesos en respuesta llamada "sección total" bastante miserable.Sin embargo, la distribución directa de los productos de un pasaje reacción nuclear para determinar la probabilidad de salida de la dirección del haz de ángulo, números cuánticos, selectividad poblado estados y determinar su estructura.
emisión de pre-equilibrio
Si la partícula no sale de la esfera de la cooperación nuclear después de la primera colisión, que estará involucrado en una cascada de colisiones sucesivas.Esto en realidad es exactamente lo que se llama una reacción nuclear en cadena.Como resultado de esta situación, la energía cinética de la partícula se distribuye entre las partes componentes del núcleo.El mismo estado kernel se convertirá gradualmente mucho más complicado.Durante este proceso en algún nucleon o todo el clúster (grupo de nucleones) se puede concentrar la energía suficiente para la emisión de un nucleón del núcleo.Además relajación se traducirá en un equilibrio estadístico y la formación del núcleo compuesto.
Cadena
¿Cuál es la reacción nuclear en cadena?Esta secuencia de sus partes constituyentes.Es decir, múltiples sucesivas reacciones nucleares individuales causados por partículas cargadas aparecen como productos de reacción en los pasos anteriores.Lo que se llama una reacción nuclear en cadena?Por ejemplo, la fisión de núcleos pesados, cuando se inician múltiples eventos de fisión de neutrones a partir de una descomposición anterior.Características
de un
reacción nuclear en cadena entre todas las reacciones químicas que recibieron cadena de distribución amplia.Las partículas con conexiones no utilizadas actúan átomos o radicales libres.En este proceso, como la reacción en cadena nuclear, el mecanismo de su ocurrencia proporcionar neutrones que tienen la barrera de Coulomb y excitan el núcleo de la absorción.Si hay una necesidad en la partícula medio, se produce una cadena de transformaciones ulteriores, que seguirán escisión de la cadena debido a la pérdida de las partículas portadoras.
portadora Por qué perdió
Sólo hay dos razones para la pérdida de partículas portadoras reacciones cadena ininterrumpida.La primera es la absorción de las partículas sin proceso de emisión secundaria.El segundo - dejando las partículas dentro del ámbito de la sustancia que apoya el proceso de la cadena.
dos tipos de
Si en cada período de una reacción en cadena viene exclusivamente sola partícula del soporte, puede llamar a este proceso no ramificado.No puede resultar en la liberación de energía a gran escala.Si hay muchas partículas portadoras, se denomina reacción ramificado.¿Qué es una reacción nuclear en cadena con ramificación?Uno de los obtenidos en el acto previo de partículas secundarias continúan previamente inició una cadena, pero el otro va a crear nuevas reacciones que también se ramifican.Con este proceso estará compitiendo procesos conducen a la rotura.La situación resultante daría lugar a fenómeno de crítica y marginal específico.Por ejemplo, si la continuidad es mayor que un puramente nuevas cadenas, la auto-apoyo de reacción es imposible.Incluso si excita su artificialmente introducir en el número medio deseado de partículas, el proceso todavía se desvanecerá con el tiempo (por lo general con bastante rapidez).Si el número de nuevas cadenas superará el número de roturas, la reacción en cadena comenzará a extenderse por todo el material.
estado crítico
estado crítico estado separado de la materia desarrollado una reacción en cadena autosostenida, y la zona donde esta reacción no es posible en absoluto.Este parámetro se caracteriza por la igualdad entre el número de nuevos circuitos y el número de posibles roturas.A medida que la presencia de un vehículo libre de partículas, el estado crítico es el elemento principal en esta lista, ya que "las condiciones de la reacción nuclear en cadena."El logro de esta condición puede ser determinada por un número de posibles factores.La fisión nuclear de elementos pesados es excitado por un solo neutrón.Como resultado de este proceso, como una reacción de fisión en cadena nuclear, hay más neutrones.En consecuencia, este proceso puede producir reacción ramificado, en el que el portador y actuará neutrones.En el caso en que la tasa de captura de neutrones sin división o salidas (tasa de pérdida) se compensará la reproducción de velocidad de las partículas portadoras, la reacción en cadena procederá en un modo estacionario.Esta ecuación describe el factor de multiplicación.En el caso anterior, es igual a la unidad.En la industria de la energía nuclear con la introducción de la retroalimentación negativa entre la tasa de liberación de energía y el factor de multiplicación es posible implementar el control de reacciones nucleares.Si esta relación es mayor que uno, entonces la reacción crecerá de manera exponencial.Reacción en cadena incontrolable se utiliza en las armas nucleares.
reacción nuclear en cadena en el
energíareactividad del reactor se determina por un gran número de procesos que ocurren en su núcleo.Todas estas influencias se determinan por el llamado coeficiente de reactividad.Efecto de la temperatura de barras de grafito, fluidos de transferencia de calor o la reactividad de uranio del reactor y la intensidad del flujo de un proceso, tales como la reacción en cadena nuclear, caracterizado por un coeficiente de temperatura (para el refrigerante, uranio, de grafito).También depende de las características de la potencia de indicadores barométricas de parámetros de vapor.Para mantener la reacción nuclear en el reactor necesario, convertir un elemento en otro.Para ello, tener en cuenta las condiciones de curso de la reacción en cadena nuclear - la presencia de una sustancia que es capaz de dividir y asignar a sí mismos de la desintegración de un número de partículas elementales que, como resultado, hará que la división de los núcleos restantes.Como material de este tipo a menudo se utiliza el uranio-238, uranio-235, el plutonio-239.Durante el paso de la reacción en cadena nuclear, los isótopos de estos elementos se descomponen y forman dos o más de otras sustancias químicas.En este proceso se emite rayos gamma llamados "Gamma", una liberación intensivo de la energía, la formación de dos o tres neutrones capaces de nuevos actos de reacción.Hay neutrones lentos y rápidos, debido al núcleo del átomo decaído, estas partículas deben volar a una cierta velocidad.
