Reação nuclear em cadeia.

da relatividade diz que a massa - é uma forma especial de energia.Segue-se que é possível converter a energia da massa e energia para a massa.No nível intraatomic tais reações ocorrem.Em particular, uma parte da massa do núcleo atómico pode também transformar-se em energia.Isto ocorre através de vários caminhos.Em primeiro lugar, o núcleo pode dividir-se em uma série de núcleos menores, esta reacção é chamado "colapso".Em segundo lugar, os grãos menores podem facilmente se conectar a obter um grande - é a reação de síntese.No universo, tais reações não são incomuns.Basta dizer que a reação de fusão - uma fonte de energia para as estrelas.Mas a reação ao colapso da humanidade usado em reatores nucleares, como as pessoas aprenderam a controlar estes processos complexos.Mas o que é uma reação em cadeia nuclear?Como gerenciar isso?

O que acontece no núcleo de um átomo

reacção em cadeia nuclear - um processo em execução na colisão de partículas elementares ou núcleos com outros núcleos.Por que a "cadeia"?Este conjunto de reações nucleares individuais sequenciais.Este processo resulta em uma mudança no estado e nucleon composição quântica dos núcleos a partir aparecer mesmo novas partículas - produtos da reação.Reação nuclear em cadeia, o que lhe permite explorar a física dos mecanismos de interação dos núcleos com os núcleos e partículas - este é o principal método para obter novos elementos e isótopos.A fim de compreender a reacção em cadeia, é preciso primeiro lidar com o single.

O que é necessário para a reação

Para implementar esse processo, como uma reação nuclear em cadeia, é necessário reunir as partículas (o núcleo eo nucleônicas, dois núcleos) em uma faixa de distância da forte interação (cerca de um Fermi).Se as distâncias forem grandes, a interacção de partículas carregadas é puro Coulomb.A reação nuclear em conformidade com todas as leis: conservação de energia, o tempo, o ímpeto da carga baryon.Reacção em cadeia nuclear é indicado por um conjunto de símbolos a, b, c, d.O símbolo representa o núcleo original, b - a partícula incidente com - um novo partículas de saída, e d é o núcleo resultante.

energia reacção

reacção em cadeia nuclear pode ter lugar quer com a absorção e libertação de energia, que é igual à diferença entre as massas das partículas após a reacção e antes.A energia absorvida determina a energia mínima cinética da colisão, o chamado limiar de uma reacção nuclear em que possa fluir livremente.Este limiar depende das partículas que estão envolvidos na interacção, e as suas características.Na fase inicial, todas as partículas estão em um estado quântico predeterminado.

, a reação principal fonte de partículas carregadas que bombardeiam o núcleo

é um acelerador de partículas que fornece feixes de prótons, íons pesados ​​e núcleos leves.Neutrões lentos obtido através da utilização de reactores nucleares.Para corrigir o incidente partículas carregadas podem ser usados ​​em diferentes tipos de reacções nucleares - como a síntese e a cárie.A probabilidade de eles depende dos parâmetros de partículas que se chocam.Isto está provavelmente relacionado características, tais como uma secção de reacção - o valor da área efectiva que caracteriza o núcleo como um alvo para as partículas de entrada, e que é uma medida da probabilidade de entrada da partícula e o núcleo Interact.Se as reações estão participando de partículas não-zero rotação, a seção transversal depende da sua orientação.Uma vez que os spins das partículas incidentes são orientadas não completamente caótico, e forma mais ou menos ordenada, todos os corpúsculos são polarizados.Caracterização quantitativa de spins orientados a vector polarização do feixe é descrito.Mecanismo de reacção

Qual é a reacção em cadeia nuclear?Como já foi mencionado, este é uma sequência de reacções simples.Características da partícula incidente e a sua interacção com o núcleo depende da massa, carga, a energia cinética.A interacção é determinada pelo grau de liberdade de núcleos, que são excitados pela colisão.Ganhar o controle sobre todos esses mecanismos permite um processo tais como reacção em cadeia nuclear controlada.

Resposta imediata

Se uma partícula carregada que atinge o núcleo alvo, apenas toca, a duração da colisão ainda é necessário superar o raio de distância do núcleo.Esta reação nuclear é chamado de uma linha reta.Uma característica comum para todas as reacções deste tipo é trazer um pequeno número de graus de liberdade.Neste processo, após a primeira colisão de partícula tem ainda energia suficiente para superar a atracção nuclear.Por exemplo, essas interações, como o espalhamento de nêutrons inelástica, cobrar troca, e estão em linha reta.A contribuição desses processos em resposta "seção de choque total" bastante miserável chamado.No entanto, a distribuição direta dos produtos de uma passagem reação nuclear para determinar a probabilidade de saída da direção do feixe ângulo, números quânticos, seletividade povoada estados e determinar sua estrutura.

emissão pré-equilíbrio

Se a partícula não deixar o campo de cooperação nuclear após a primeira colisão, ele estará envolvido em uma cascata de colisões sucessivas.Este é, na verdade exatamente o que é chamado uma reação nuclear em cadeia.Como resultado desta situação, a energia cinética da partícula é distribuído entre as peças que compõem o núcleo.O mesmo Estado kernel irá gradualmente tornar-se muito mais complicado.Durante este processo, em algum nucleon ou todo o cluster (grupo de núcleos) pode ser concentrado energia suficiente para a emissão de um nucleon do núcleo.Além disso relaxamento resultará num equilíbrio estatístico e a formação do núcleo composto.

Cadeia

Qual é a reacção em cadeia nuclear?Esta seqüência de suas partes constituintes.Ou seja, várias sucessivas reacções nucleares individuais causadas por partículas carregadas aparecem como produtos de reacção nos passos anteriores.O que é chamado de uma reação nuclear em cadeia?Por exemplo, a fissão de núcleos pesados, quando vários eventos de fissão são iniciadas a partir de um decaimento de nêutrons anterior.Características

de uma reação em cadeia

nuclear entre todas as reações químicas que recebeu ampla cadeia de distribuição.As partículas com ligações não utilizadas agir como átomos livres ou radicais.Neste processo, como a reacção em cadeia nuclear, o mecanismo da sua ocorrência fornecer neutrões que tenham a barreira de Coulomb e excitar o núcleo mediante a absorção.Se existe uma necessidade na forma de partículas, faz com que uma corrente de transformações subsequentes, que continuarão a cisão de cadeia devido à perda das partículas transportadoras.

transportadora Por perdeu

Existem apenas duas razões para a perda de partículas transportadoras reacções em cadeia ininterrupta.A primeira é a absorção das partículas sem processo de emissão secundária.O segundo - deixando as partículas dentro do âmbito de aplicação da substância que apoia o processo de cadeia.

Dois tipos de

Se em cada período de uma reação em cadeia vem exclusivamente partícula única da transportadora, você pode chamar este processo não ramificado.Ele não pode resultar na liberação de energia em larga escala.Se há muitas partículas transportadoras, que é chamado reacção ramificado.O que é uma reação nuclear em cadeia com ramificações?Um dos obtidos no acto anterior de partículas secundárias continuam anteriormente iniciada uma cadeia, mas o outro irá criar novas reacções que também se ramificam para fora.Com este processo estará competindo processos levar à ruptura.A situação resultante daria origem ao fenômeno de crítica e marginal específico.Por exemplo, se a continuidade é maior do que um puramente novas cadeias, a reacção de auto-suporte é impossível.Mesmo se a introdução de excitá-la artificialmente para o número médio de partículas desejado, o processo ainda vai desaparecer ao longo do tempo (geralmente muito rapidamente).Se o número de novas cadeias irá exceder o número de quebras, a reação em cadeia começará a se espalhar por todo o material.

estado crítico

estado crítico estado separado da matéria desenvolvida uma reação em cadeia auto-sustentável, ea área onde essa reação não é possível a todos.Este parâmetro é caracterizada pela igualdade entre o número de novos circuitos e o número de possíveis rupturas.Como a presença de uma partícula transportadora livre, o estado crítico é o principal item na lista, como "as condições da reacção em cadeia nuclear."A realização desta condição pode ser determinada por um número de possíveis factores.Fissão nuclear de elementos pesados ​​está animado com apenas um nêutron.Como um resultado deste processo, como uma reacção em cadeia de fissão nuclear, existem mais neutrões.Por conseguinte, este processo pode produzir reacção ramificado, em que o transportador e actuará neutrões.No caso em que a taxa de captura de neutrões de sem divisão ou partidas (taxa de perda) serão compensados ​​reprodução a velocidade das partículas do veículo, a reacção em cadeia vai proceder de um modo estacionário.Esta equação descreve o factor de multiplicação.No caso acima, é igual à unidade.No setor de energia nuclear com a introdução de feedback negativo entre a taxa de liberação de energia eo fator de multiplicação é possível implementar o controle de reações nucleares.Se esta proporção for maior do que um, então a reacção vai crescer exponencialmente.Reacção em cadeia incontrolável ser utilizado em armas nucleares.

reacção em cadeia nuclear no

reactividade do reactor é determinada por um grande número de processos que ocorrem no seu núcleo.Todas estas influências são determinados pelo assim chamado coeficiente de reactividade.Efeito da temperatura varetas de grafite, fluidos de transferência de calor ou a reactividade de urânio do reactor e a intensidade do fluxo de um processo tal como a reacção em cadeia nuclear, caracterizadas por um coeficiente de temperatura (para o fluido de arrefecimento, de urânio, de grafite).É também dependente das características da alimentação de indicadores barométrica de parâmetros de vapor.Para manter a reacção no reactor nuclear necessário, converter um elemento para outro.Para fazer isso, ter em conta as condições de claro, a reacção em cadeia nuclear - a presença de uma substância que é capaz de se dividir e atribuir-se a partir do decaimento de um número de partículas elementares que, como resultado, fará com que a divisão dos núcleos restantes.Como tal material usado frequentemente urânio 238, o urânio 235, o plutônio-239.Durante a passagem da reacção em cadeia nuclear, isótopos de estes elementos irão decompor-se e formar duas ou mais outras substâncias químicas.Neste processo, é emitido chamados raios K. "gama", uma libertação de energia, intensa formação de dois ou três neutrões capazes de novos actos de reacção.Existem neutrões rápidos e lentos, devido ao núcleo do átomo deteriorado, essas partículas deve voar a uma determinada velocidade.