relativitas mengatakan bahwa massa - adalah bentuk khusus dari energi.Ini mengikuti bahwa adalah mungkin untuk mengubah energi dari massa dan energi untuk massa.Pada tingkat intraatomic reaksi tersebut terjadi.Secara khusus, beberapa massa inti atom mungkin berubah menjadi energi.Hal ini terjadi melalui beberapa jalur.Pertama, inti bisa pecah menjadi beberapa inti yang lebih kecil, reaksi ini disebut "runtuh".Kedua, kernel yang lebih kecil dapat dengan mudah menghubungkan untuk mendapatkan besar - adalah reaksi sintesis.Di alam semesta, reaksi tersebut tidak jarang.Cukuplah untuk mengatakan bahwa reaksi fusi - sumber energi untuk bintang-bintang.Tapi reaksi terhadap runtuhnya kemanusiaan digunakan dalam reaktor nuklir, sebagai orang-orang belajar untuk mengendalikan proses-proses yang kompleks.Tapi apa reaksi berantai nuklir?Bagaimana mengelola itu?
Apa yang terjadi di inti atom
reaksi berantai nuklir - proses yang berjalan dalam tabrakan partikel dasar atau inti dengan inti lainnya.Mengapa "rantai"?Ini set reaksi nuklir berurutan tunggal.Proses ini perubahan dalam komposisi negara dan nukleon kuantum inti mulai muncul partikel bahkan baru - produk reaksi.Rantai reaksi nuklir, yang memungkinkan Anda untuk menjelajahi fisika tentang mekanisme interaksi inti dengan inti dan partikel - ini adalah metode utama untuk mendapatkan elemen baru dan isotop.Untuk memahami reaksi berantai, pertama kita harus berurusan dengan single.
Apa yang dibutuhkan untuk reaksi
Untuk melaksanakan proses tersebut, sebagai reaksi berantai nuklir, perlu untuk membawa bersama-sama partikel (inti dan nukleon, dua inti) pada kisaran jarak interaksi kuat (sekitar satu Fermi).Jika jarak yang besar, interaksi partikel bermuatan murni Coulomb.Reaksi nuklir sesuai dengan semua hukum: konservasi energi, waktu, momentum biaya baryon.Reaksi berantai nuklir ditunjukkan oleh seperangkat simbol a, b, c, d.Simbol merupakan inti asli, b - partikel insiden dengan - partikel keluar baru, dan d adalah inti yang dihasilkan.Energi reaksi
reaksi berantai nuklir dapat berlangsung baik dengan penyerapan dan pelepasan energi, yang sama dengan perbedaan antara massa partikel setelah reaksi dan sebelumnya.Energi yang diserap menentukan energi kinetik minimum tabrakan, yang disebut ambang reaksi nuklir di mana ia dapat mengalir dengan bebas.Ambang batas ini tergantung pada partikel yang terlibat dalam interaksi, dan karakteristik mereka.Pada tahap awal, semua partikel berada dalam keadaan kuantum yang telah ditentukan.
, reaksi
sumber utama partikel bermuatan yang membombardir inti adalah akselerator partikel yang menyediakan sinar proton, ion berat dan inti ringan.Neutron lambat diperoleh melalui penggunaan reaktor nuklir.Untuk memperbaiki insiden partikel bermuatan dapat digunakan dalam berbagai jenis reaksi nuklir - sebagai sintesis dan pembusukan.Probabilitas dari mereka tergantung pada parameter partikel yang bertabrakan.Hal ini mungkin karakteristik terkait seperti bagian dari reaksi - nilai luas efektif yang mencirikan inti sebagai target untuk partikel yang masuk, dan yang merupakan ukuran dari kemungkinan masuknya partikel dan berinteraksi inti.Jika reaksi berpartisipasi partikel dengan non-nol spin, penampang tergantung pada orientasi mereka.Karena spin partikel insiden yang berorientasi tidak cukup kacau, dan lebih atau kurang teratur dengan cara, semua sel-sel yang terpolarisasi.Karakterisasi kuantitatif spin berorientasi vektor sinar polarisasi dijelaskan.Mekanisme reaksi
Apa reaksi berantai nuklir?Seperti telah disebutkan, itu adalah urutan reaksi sederhana.Karakteristik partikel insiden dan interaksi dengan inti tergantung pada massa, muatan, energi kinetik.Interaksi ditentukan oleh derajat kebebasan inti, yang gembira dengan tabrakan.Mendapatkan kontrol atas semua mekanisme ini memungkinkan untuk proses seperti dikendalikan reaksi berantai nuklir.Respon langsung
Jika partikel bermuatan yang hits target inti, hanya menyentuhnya, durasi tumbukan masih diperlukan untuk mengatasi radius jarak inti.Reaksi nuklir ini disebut garis lurus.Karakteristik umum untuk semua reaksi jenis ini adalah untuk membawa sejumlah kecil derajat kebebasan.Dalam proses ini, setelah yang pertama tabrakan partikel memiliki energi masih cukup untuk mengatasi daya tarik nuklir.Misalnya, interaksi tersebut, sebagai hamburan neutron inelastis, biaya pertukaran, dan lurus.Kontribusi dari proses-proses dalam menanggapi disebut "total penampang" cukup menyedihkan.Namun, distribusi langsung produk dari bagian reaksi nuklir untuk menentukan probabilitas keberangkatan dari arah balok sudut, bilangan kuantum, selektivitas dihuni negara dan menentukan struktur mereka.
emisi pre-equilibrium
Jika partikel tidak meninggalkan bidang kerjasama nuklir setelah tabrakan pertama, itu akan terlibat dalam riam tabrakan beruntun.Ini sebenarnya apa yang disebut reaksi berantai nuklir.Sebagai hasil dari situasi ini, energi kinetik dari partikel didistribusikan di antara bagian-bagian komponen dari kernel.Negara kernel yang sama secara bertahap akan menjadi jauh lebih rumit.Selama proses ini di beberapa nukleon atau seluruh cluster (kelompok nukleon) dapat energi yang cukup terkonsentrasi untuk emisi dari nukleon dari inti.Relaksasi lebih lanjut akan menghasilkan keseimbangan statistik dan pembentukan inti majemuk.
Rantai Reaksi
Apa reaksi berantai nuklir?Ini urutan bagian-bagian penyusunnya.Artinya, beberapa reaksi nuklir individu berturut disebabkan oleh partikel bermuatan muncul sebagai produk reaksi pada langkah sebelumnya.Apa yang disebut reaksi berantai nuklir?Sebagai contoh, fisi inti berat, ketika beberapa peristiwa fisi yang dimulai dari peluruhan neutron sebelumnya.Fitur
dari reaksi berantai
nuklir antara semua reaksi kimia yang diterima rantai distribusi yang luas.Partikel dengan koneksi yang tidak terpakai bertindak atom sebagai gratis atau radikal.Dalam proses ini, sebagai reaksi berantai nuklir, mekanisme kejadiannya memberikan neutron yang memiliki penghalang Coulomb dan membangkitkan inti pada penyerapan.Jika ada kebutuhan dalam partikel media, hal itu menyebabkan rantai transformasi berikutnya yang akan terus pemotongan rantai karena hilangnya partikel pembawa.
pembawa Mengapa kehilangan
Hanya ada dua alasan untuk kehilangan partikel pembawa reaksi rantai yang tak terputus.Yang pertama adalah penyerapan partikel tanpa proses emisi sekunder.Kedua - meninggalkan partikel dalam lingkup substansi yang mendukung proses rantai.
Dua jenis
Jika dalam setiap periode reaksi berantai datang partikel eksklusif tunggal dari carrier, Anda dapat memanggil proses ini tidak bercabang.Hal ini tidak dapat menghasilkan pelepasan energi dalam skala besar.Jika ada banyak partikel pembawa, hal itu disebut reaksi bercabang.Apa reaksi berantai nuklir dengan bercabang?Salah satu yang diperoleh dalam tindakan sebelumnya partikel sekunder yang sebelumnya terus diprakarsai rantai, tapi yang lain akan menciptakan reaksi baru yang juga akan berkembang.Dengan proses ini akan bersaing proses mengarah terhadap kerusakan.Situasi yang dihasilkan akan menimbulkan fenomena kritis dan marginal tertentu.Sebagai contoh, jika kontinuitas lebih besar dari sebuah rantai murni baru, reaksi self-support adalah mustahil.Bahkan jika gairah nya artifisial memperkenalkan ke jumlah media yang diinginkan partikel, proses masih akan memudar dari waktu ke waktu (biasanya cukup cepat).Jika jumlah rantai baru akan melebihi jumlah istirahat, reaksi berantai akan mulai menyebar ke seluruh materi.
keadaan kritis
kondisi kritis negara terpisah dari materi yang dikembangkan rantai reaksi mandiri, dan daerah di mana reaksi ini tidak mungkin sama sekali.Parameter ini ditandai dengan kesetaraan antara jumlah sirkuit baru dan jumlah kemungkinan istirahat.Sebagai kehadiran pembawa partikel bebas, negara penting adalah item utama dalam daftar ini, sebagai "kondisi reaksi berantai nuklir."Pencapaian kondisi ini dapat ditentukan oleh sejumlah faktor yang mungkin.Fisi nuklir dari elemen berat gembira dengan hanya satu neutron.Sebagai hasil dari proses ini, sebagai reaksi berantai fisi nuklir, ada lebih neutron.Akibatnya, proses ini dapat menghasilkan reaksi bercabang, dimana carrier dan akan bertindak neutron.Dalam kasus di mana tingkat neutron menangkap tanpa divisi atau keberangkatan (tingkat kerugian) akan dikompensasi reproduksi kecepatan partikel pembawa, reaksi berantai akan melanjutkan dalam mode diam.Persamaan ini menggambarkan faktor multiplikasi.Dalam kasus di atas, itu adalah sama dengan kesatuan.Dalam industri tenaga nuklir dengan pengenalan umpan balik negatif antara tingkat pelepasan energi dan faktor perkalian adalah mungkin untuk menerapkan kontrol dari reaksi nuklir.Jika rasio ini lebih besar dari satu, maka reaksi akan tumbuh secara eksponensial.Reaksi berantai tak terkendali digunakan dalam senjata nuklir.
berantai nuklir reaksi di
energireaktivitas reaktor ditentukan oleh sejumlah besar proses yang terjadi di intinya.Semua pengaruh ini ditentukan oleh apa yang disebut koefisien reaktivitas.Pengaruh suhu batang grafit, cairan perpindahan panas atau reaktivitas uranium reaktor dan intensitas aliran proses seperti reaksi berantai nuklir, ditandai dengan koefisien suhu (untuk pendingin, uranium, pada grafit).Hal ini juga tergantung pada karakteristik kekuatan indikator barometric parameter uap.Untuk mempertahankan reaksi nuklir di reaktor yang diperlukan mengkonversi satu unsur menjadi unsur lain.Untuk melakukan hal ini, memperhitungkan kondisi tentu saja rantai reaksi nuklir - kehadiran zat yang mampu membagi dan mengalokasikan diri dari peluruhan dari sejumlah partikel dasar yang, sebagai akibatnya, akan menyebabkan pembagian sisa core.Sebagai bahan tersebut sering digunakan uranium-238, uranium-235, plutonium-239.Selama berjalannya reaksi berantai nuklir, isotop dari elemen-elemen ini akan terurai dan membentuk dua atau lebih zat kimia lainnya.Dalam proses ini dipancarkan disebut "gamma" -rays, rilis intensif energi, pembentukan dua atau tiga neutron mampu tindakan lebih lanjut dari reaksi.Ada neutron lambat dan cepat, karena ke inti atom membusuk, partikel-partikel ini harus terbang pada kecepatan tertentu.
