Reazione nucleare a catena.

della relatività dice che di massa - è una forma speciale di energia.Ne consegue che è possibile convertire l'energia della massa ed energia alla massa.A livello intraatomic si verificano tali reazioni.In particolare, alcuni della massa del nucleo atomico può ben trasformare in energia.Questo avviene attraverso più percorsi.In primo luogo, il nucleo può suddividere in un certo numero di nuclei più piccoli, questa reazione è chiamato "collasso".In secondo luogo, i kernel più piccoli possono facilmente connettersi a ottenere una grande - è la reazione di sintesi.Nell'universo, tali reazioni non sono infrequenti.Basti dire che la reazione di fusione - una fonte di energia per le stelle.Ma la reazione al crollo dell'umanità utilizzato nei reattori nucleari, come la gente ha imparato a controllare questi processi complessi.Ma che cosa è una reazione nucleare a catena?Come gestirlo?

Cosa succede nel nucleo di un atomo

reazione nucleare a catena - un processo in esecuzione nella collisione delle particelle elementari o di nuclei con altri nuclei.Perché la "catena"?Questo insieme di sequenziali reazioni nucleari singoli.Questo processo determina una variazione del quantum stato e nucleone composizione dei nuclei a partire appaiono anche nuove particelle - prodotti della reazione.Reazione nucleare a catena, che consente di esplorare la fisica dei meccanismi di interazione dei nuclei con i nuclei e le particelle - questo è il metodo principale per ottenere nuovi elementi e isotopi.Per comprendere la reazione a catena, dobbiamo prima affrontare il singolo.

Ciò che è necessario per la reazione

Per attuare tale processo, come una reazione nucleare a catena, è necessario riunire le particelle (il nucleo e il nucleone, due nuclei) ad una distanza compresa tra l'interazione forte (circa Fermi).Se le distanze sono grandi, l'interazione delle particelle cariche è puro Coulomb.La reazione nucleare in conformità con le leggi: conservazione dell'energia, il tempo, lo slancio della carica barione.Reazione a catena nucleare è indicato da una serie di simboli a, b, c, d.Il simbolo rappresenta il nucleo originario, b - particella incidente con - a nuove particelle uscenti, e d è il nucleo risultante.Energia reazione

reazione nucleare a catena può avvenire sia con l'assorbimento e rilascio di energia, che è uguale alla differenza fra le masse delle particelle dopo la reazione e prima.L'energia assorbita determina l'energia cinetica minima della collisione, la cosiddetta soglia di una reazione nucleare in cui può fluire liberamente.Questa soglia dipende dalle particelle che sono coinvolti nell'interazione, e le loro caratteristiche.Nella fase iniziale, tutte le particelle sono in uno stato quantico predeterminato.

, la reazione principale fonte

di particelle cariche che bombardano il nucleo è un acceleratore di particelle che fornisce fasci di protoni, ioni pesanti e nuclei leggeri.Neutroni lenti ottenuti attraverso l'impiego di reattori nucleari.Per fissare l'incidente particelle cariche possono essere utilizzati in diversi tipi di reazioni nucleari - come la sintesi e decadimento.La probabilità di loro dipende dai parametri di particelle che si scontrano.Questo è probabilmente correlato caratteristiche come una sezione della reazione - il valore dell'area efficace che caratterizza il nucleo come bersaglio per le particelle in entrata, e che è una misura della probabilità di ingresso della particella e interagiscono nucleo.Se reazioni partecipano particella con non-zero rotazione, la sezione trasversale dipende dalla loro orientamento.Poiché gli spin degli particelle incidenti sono orientate non piuttosto caotica, e più o meno ordinato modo, tutti i globuli sono polarizzati.Caratterizzazione quantitativa degli spin orientati fascio di polarizzazione vettore è descritto.

meccanismo di reazione

Qual è la reazione nucleare a catena?Come già accennato, è una sequenza di reazioni semplici.Caratteristiche della particella incidente e la sua interazione con il nucleo dipende dalla massa, carica, energia cinetica.L'interazione è determinata dal grado di libertà di nuclei, che vengono eccitati dalla collisione.Riprendere il controllo di tutti questi meccanismi consente un processo come reazione a catena nucleare controllata.

risposta diretta

Se una particella carica che colpisce il nucleo bersaglio, tocca appena essa, la durata della collisione è ancora necessario per superare il raggio di distanza del nucleo.Questa reazione nucleare è chiamata una linea retta.Una caratteristica comune di tutte le reazioni di questo tipo è quello di portare un piccolo numero di gradi di libertà.In questo processo, dopo la prima particella collisione ha ancora abbastanza energia per superare l'attrazione nucleare.Ad esempio, tali interazioni, come la diffusione anelastica di neutroni, carica scambio, e sono dritti.Il contributo di questi processi in risposta "sezione d'urto totale" molto infelice chiamato.Tuttavia, la distribuzione diretta dei prodotti di un passaggio reazione nucleare per determinare la probabilità di partenza dalla direzione del fascio angolare, numeri quantici, selettività popolato membri e determina la loro struttura.

emissioni pre-equilibrio

Se la particella non lascia il settore della cooperazione nucleare dopo la prima collisione, che sarà coinvolto in una cascata di collisioni successive.Questo in realtà è esattamente quello che viene chiamato una reazione nucleare a catena.Come risultato di questa situazione, l'energia cinetica della particella è distribuito tra i componenti del kernel.Lo stesso stato di kernel diventerà gradualmente molto più complicato.Durante questo processo in qualche nucleone o l'intero gruppo (gruppo di nucleoni) può essere concentrata energia sufficiente per l'emissione di un nucleone dal nucleo.Ulteriori rilassamento si tradurrà in un equilibrio statistico e la formazione del nucleo composto.

Qual è la reazione nucleare a catena?Questa sequenza di sue parti costituenti.Cioè, più reazioni nucleari singoli successivi causati da particelle cariche appaiono come prodotti di reazione nei passaggi precedenti.Quello che viene chiamato una reazione nucleare a catena?Ad esempio, la fissione di nuclei pesanti, quando più gli eventi di fissione è avviato da un decadimento del neutrone precedente.Caratteristiche

di una reazione a catena

nucleare Tra tutte le reazioni chimiche che hanno ricevuto catena di distribuzione a livello.Le particelle con connessioni inutilizzate agiscono atomi liberi o radicali.In questo processo, come la reazione nucleare a catena, il meccanismo della sua comparsa fornire neutroni che hanno la barriera coulombiana ed eccitare il nucleo per assorbimento.Se vi è una necessità nella particella media, provoca una catena di trasformazioni successive, che continueranno ad scissione a catena a causa della perdita di particelle veicolo.

vettore Perché perso

Ci sono solo due motivi per la perdita di particelle veicolo reazioni a catena ininterrotta.Il primo è l'assorbimento delle particelle senza processo di emissione secondaria.Il secondo - lasciando le particelle nel campo di applicazione della sostanza che supporta il processo di catena.

Due tipi di

Se in ogni periodo una reazione a catena viene fornito esclusivamente singola particella del vettore, è possibile chiamare questo processo non ramificato.Non può causare il rilascio di energia su larga scala.Se ci sono molte particelle di supporto, è chiamata reazione ramificato.Che cosa è una reazione nucleare a catena con ramificazione?Una delle ottenuto nel precedente atto di particelle secondarie Avanti precedentemente avviato una catena, ma l'altro creerà nuove reazioni che sarà anche diramano.Con questo processo sarà in competizione processi portano alla rottura.La situazione risultante darebbe luogo a specifici fenomeni critici e marginale.Ad esempio, se la continuità è maggiore di un puramente nuove catene, il supporto autonomo reazione è impossibile.Anche se eccitarla artificialmente introducendo nel numero medio di particelle desiderato, il processo sarà ancora sbiadiscono nel tempo (di solito abbastanza rapidamente).Se il numero di nuove catene supererà il numero di rotture, la reazione a catena inizierà a diffondersi in tutto il materiale.

stato critico

condizioni critiche stato separato della materia ha sviluppato una reazione a catena autosostenuta, e l'area in cui questa reazione non è possibile a tutti.Questo parametro è caratterizzato da uguaglianza tra il numero di nuovi circuiti e il numero di possibili rotture.Poiché la presenza di una portante particella libera, lo stato critico è l'elemento principale in questo elenco, come "le condizioni della reazione nucleare a catena."Realizzazione di questa condizione può essere determinato da una serie di possibili fattori.Fissione nucleare di elementi pesanti è eccitato da un solo neutroni.Come risultato di questo processo, come una reazione a catena fissione nucleare, ci sono altri neutroni.Di conseguenza, questo processo può produrre la reazione ramificato, in cui il supporto e agirà neutroni.Nel caso in cui il tasso di cattura di neutroni senza divisione o partenze (tasso di perdita) sarà compensato riproduzione velocità delle particelle veicolo, la reazione a catena procederà in modo stazionario.Questa equazione descrive il fattore di moltiplicazione.Nel caso di cui sopra, è uguale all'unità.Nel settore nucleare con l'introduzione di feedback negativo tra il tasso di rilascio di energia e il fattore di moltiplicazione è possibile implementare il controllo di reazioni nucleari.Se questo rapporto è maggiore di uno, allora la reazione crescerà esponenzialmente.Reazione a catena incontrollabile è utilizzato nelle armi nucleari.

reazione a catena nucleare nel

reattività del reattore è determinata da un gran numero di processi che si verificano nel suo nucleo.Tutte queste influenze sono determinate dal cosiddetto coefficiente di reattività.Effetto di barre di grafite temperatura, fluidi termovettori o uranio reattività del reattore e l'intensità del flusso di un processo come reazione nucleare a catena, caratterizzati da un coefficiente di temperatura (per il refrigerante, uranio, di grafite).Esso dipende anche dalle caratteristiche del potere di indicatori barometrici di parametri vapore.Per mantenere la reazione nucleare nel reattore necessario convertire un elemento in un altro.Per fare questo, prendere in considerazione le condizioni del corso della reazione nucleare a catena - la presenza di una sostanza che è in grado di dividere e si allocare dal decadimento di un numero di particelle elementari che, di conseguenza, farà sì che la divisione dei restanti nuclei.Come tale materiale spesso usato l'uranio-238, l'uranio-235, il plutonio-239.Durante il passaggio della reazione nucleare a catena, isotopi di questi elementi si decompongono e formano due o più altre sostanze chimiche.In questo processo è emesso cosiddetti -rays "gamma", un rilascio intensivo di energia, formazione di due o tre neutroni in grado di ulteriori atti di reazione.Ci sono neutroni lenti e veloci, perché al nucleo dell'atomo decaduto, queste particelle dovrebbero volare ad una certa velocità.