Nuclear ketjureaktio. Olosuhteet ydinvoiman ketjureaktion

Suhteellisuusteoria sanoo, että massa - on erityinen energiamuoto. Tästä seuraa, että on mahdollista muuntaa massan energiaksi ja energiaa massaan. Käytössä intraatomic tasolla tällaiset reaktiot tapahtuvat. Erityisesti jotkut massan atomin ydin saattaa muuttua energiaa. Tämä tapahtuu monella tavalla. Ensimmäinen ydin voi hajota useita pienempiä ytimiä, tämä reaktio on nimeltään "romahtaa". Toiseksi pienemmät ytimet on helppo kytkeä vain suurenee - Tämän synteesin reaktio. Maailmankaikkeudessa, tällaiset reaktiot eivät ole harvinaisia. Riittää kun todetaan, että fuusioreaktion - energialähteenä tähtiä. Mutta reaktio rappeutuminen käyttämien ihmiskunnan ydinreaktoreita, kun ihmiset ovat oppineet hallitsemaan näitä monimutkaisia prosesseja. Mutta mikä on ydinvoiman ketjureaktio? Miten hallita sitä?

Mitä tapahtuu atomin ytimessä

Ydin- ketjureaktio - prosessi käynnissä törmäykset alkeishiukkasten tai ytimet muiden ytimien. Miksi on "ketju"? Tämä sarja peräkkäisiä yhden ydinreaktioiden. Seurauksena tämä prosessi on muutos kvanttitilassa nukleoni ja koostumus ytimen, näkyvät myös uusia hiukkasia - reaktion tuotteet. Nuclear ketjureaktio, fysiikkaa, jonka avulla voit tutkia mekanismeja vuorovaikutuksen ytimien kanssa ytimet ja hiukkaset - ensisijainen tapa tuotantoon uusia elementtejä ja isotooppien. Jotta ymmärtäisimme ketjureaktion, meidän täytyy ensin käsitellä yhden.

Mitä tarvitaan reaktiota

Jotta toteuttaa tällainen prosessi, kuten ydin- ketjureaktio, on tarpeen koota yhteen hiukkasten (ydin ja nukleoni kaksi ydintä) etäisyydellä, jonka säde on vahva vuorovaikutus (noin Fermi). Jos etäisyydet ovat suuria, vuorovaikutusta varattujen hiukkasten on puhtaasti Coulomb. Vuonna ydinreaktio, noudattaen kaikkia lakeja: energiansäästö, hetki vauhtia, Baryoni maksutta. Ydin- ketjureaktio on merkitty symboleilla a, b, a, d. Symboli a tarkoittaa alkaa ydin, b - tapaus hiukkanen, jossa on - uusi emittoidun hiukkasia, ja d tarkoittaa saatu ydin.

energia reaktion

Ketju ydin- Reaktio voi tapahtua sekä imeytymistä ja vapauttaa energiaa, joka on yhtä suuri kuin massan ero hiukkasten reaktion jälkeen ja ennen kuin se. Absorboitu energia määrittää vähintään kineettistä energiaa törmäyksen, ns kynnys ydinreaktion, jossa se voi virrata vapaasti. Tämä kynnys riippuu hiukkaset, jotka osallistuvat vuorovaikutukseen, ja niiden ominaisuuksista. Alkuvaiheessa, kaikki hiukkaset ovat ennalta määrätyssä kvanttitilassa.

saattamalla

Pääasiallinen lähde varautuneita hiukkasia, jotka osuvat ydin on hiukkaskiihdytin, joka mahdollistaa palkit protoneja, raskaat ionit ja valoa ytimet. Hidas neutroneja tuotettu käyttämällä ydinreaktoreiden. Kiinnittämiseen tapahtuu varattujen hiukkasten voidaan käyttää erilaisia ydinreaktioiden - sekä synteesi ja hajoaminen. Todennäköisyys niistä riippuu parametrien hiukkasten törmäävät. Tämän todennäköisyys on liitetty kyseisen ominaisuuden, poikkileikkaus reaktion - arvo tehollisen pinta-alan, joka on ominaista sydämen kohteena tapahtuneesta hiukkasista ja jotka on mitta todennäköisyydestä hiukkasten pääsyn ydin ja vuorovaikutuksessa. Jos reaktio on läsnä hiukkasia, joilla on nollasta poikkeava spin arvo, osa on suoraan riippuvainen niiden suunta. Koska takana tulevan hiukkaset eivät ole suunnattu täysin satunnaisesti, ja enemmän tai vähemmän hallitusti, kaikki verisoluja ovat polarisoitunut. Kvantitatiivinen luonnehdinta spin suuntautunut kuvailee polarisaatio vektori.

Reaktion mekanismi

Mikä on ydinvoima ketjureaktio? Kuten jo mainittiin, se on sekvenssi yksinkertaisempi reaktioita. Tiedot tapahtumasta hiukkasen ja sen vuorovaikutusta ydin riippuvat massasta, varauksesta, kineettinen energia. Vuorovaikutus määräytyy vapausasteen ytimet, jotka ovat innoissaan kun törmäys. Saada valvoa kaikkia näitä mekanismeja mahdollistaa prosessin, kuten kontrolloitu ydin- ketjureaktio.

suorat reaktiot

Jos varattu hiukkanen, joka osuu kohde ydin, vain koskettaa niitä, kesto törmäys on edelleen tarpeen, jotta voitetaan ydinvoiman säteen etäisyydellä. Tämä ydinreaktio kutsutaan suoraksi. Yhteinen piirre kaikissa tämäntyyppisissä reaktioissa on aloittamisesta pieni määrä vapausasteita. Tässä prosessissa, kun ensimmäinen törmäys hiukkasella on silti tarpeeksi energiaa voittamaan ydinvoiman vetovoima. Esimerkiksi, kuten vuorovaikutukset, kuten joustamaton neutronisirontaa, lataa vaihto, ja ovat suoria. Osuus tällaisten prosessien ominaisuus nimeltään "poikkileikkauksen kokonaispinta-" melko kurja. Kuitenkin, tuote jakelu kulkeva ydinreaktio määrittää todennäköisyys päästöjen kulman säteen suunnassa kvanttiluvut selektiivisyys asutuilla valtioiden ja määrittää niiden rakennetta.

esitasapainon päästöjen

Jos hiukkanen ei jätä ydinalan yhteistyön jälkeen ensimmäisen törmäyksen, se tulee olemaan mukana lukuisiin peräkkäisten törmäykset. Tämä on itse asiassa juuri mitä kutsutaan ydinvoiman ketjureaktion. Tämän seurauksena tällainen tilanne kineettinen energia hiukkasten on jaettu osiin ytimen. Aivan sama tila ydin vähitellen mutkistuu huomattavasti. Tämän prosessin aikana jossain nukleoni tai koko klusterin (ryhmä nukleoneja) energiaa voidaan kohdistaa, on riittävää, että emissio nukleoni tumasta. Lisäksi rentoutuminen johtaa tilastollinen tasapainoa ja yhdisteen muodostamiseksi ydin.

ketjureaktion

Mikä on ydinvoima ketjureaktio? Tämä sekvenssi sen osia. Eli useita peräkkäisiä yhden ydin- aiheuttamat reaktiot varautuneita hiukkasia näkyvät reaktiotuotteiden edellisissä vaiheissa. Mitä kutsutaan ydinvoiman ketjureaktio? Esimerkiksi, fission raskaiden ytimien, kun useita fissiotuotteiden tapahtumia käynnistivät saatu edellisen hajoaa neutroneja.

Ominaisuudet ydinvoiman ketjureaktion

Kaikista kemialliset reaktiot se sai laajaa jakeluketjussa. Hiukkaset käyttämättömät yhteydet täyttää tehtävänsä vapaiden radikaalien tai atomien. Tässä prosessissa, kuten ydin- ketjureaktio, mekanismi sen tietenkin säätää neutroneja, jotka on Coulombin esteen ja kiihottaa tumaan imeytymistä. Jos keskipitkän näyttää tarpeelliselta hiukkanen, se aiheuttaa ketjun myöhemmän muunnosten, joka jatkaa ketjun katkeamisen vuoksi menetys kantaja-hiukkasia.

Miksi menetti harjoittaja

On vain kaksi syytä menetyksestä kantaja hiukkasten jatkuvan ketjureaktion. Ensimmäinen on imeytymistä hiukkasten ilman sekundääristä prosessi. Toisen - poistuva hiukkaset puitteissa aine, joka tukee ketju prosessi.

Kahdenlaisia prosessin

Jos laite on syntynyt ainoastaan hiukkasen kantaja kullakin jaksolla ketjureaktion, niin tämä prosessi voidaan kutsua haarautumaton. Se ei voi johtaa vapauttaa energiaa suuressa mittakaavassa. Jos on olemassa monia kantaja hiukkasia, sitä kutsutaan haarautunut reaktio. Mikä on ydinvoima ketjureaktio aluevaltaus? Yksi sai edellisessä teko toissijaisten hiukkaset jatkavat aloitettu ennen ketjun, mutta toiset taas luovat uusia reaktioita, jotka myös haarautua. Tämän prosessin kilpailevat prosessit aiheuttaa murtumia. Tuloksena oleva tilanne aiheuttaa erityistä kriittistä ja marginaalinen ilmiö. Esimerkiksi jos jatkuvuus pelkkiä uusia ketjuja, reaktio omavaraisuuteen on mahdotonta. Vaikka kiihottaa häntä keinotekoisesti viemisen keskipitkällä haluttu määrä hiukkasia, prosessi edelleen haalistuvat ajan myötä (yleensä melko nopeasti). Jos useita uusia ketjuja ylittää määrän katkoja ketjureaktio alkaa levitä kaikkialle materiaaliin.

kriittisessä tilassa

Kriittinen alue erotetaan kunnon olomuodoissa kehittyneiden omavaraisia ketjureaktion ja alueeseen, jossa tämä reaktio ei ole lainkaan mahdollista. Tämä parametri on tunnettu siitä, että tasa-arvon määrä uusia piirejä ja useita mahdollisia taukoja. Kun läsnä partikkelin kantoainetta kriittinen tila on tärkein kohde on luetteloon "olosuhteissa ydin- ketjureaktio." Saavuttamista tämä ehto voidaan määrittää useita mahdollisia tekijöitä. Jakamalla raskas elementti tuma viritetään vain yksi neutroni. Seurauksena tähän prosessiin, kuten ketjureaktion ydinfission, on enemmän neutroneja. Näin ollen, tämä prosessi voi tuottaa haarautuneita reaktio, jossa kantaja-ja neutronit toimii. Tapauksessa, jossa nopeus neutronien kaappaa ilman jako tai lähtevät (hävikki) korvataan nopeus kopiointi kantaja-hiukkasia, ketju reaktio tapahtuu paikallaan tilassa. Tämä yhtälö kuvaa kerrointa. Jos se on yhtä suuri yhtenäisyys edellä. In ydinvoiman käyttöönoton takia negatiivista palautetta välillä määrä energian vapautuminen, ja kerroin voidaan toteuttaa ohjaus ydinreaktioiden. Jos tämä suhde on suurempi kuin yksi, niin reaktio kehittää eksponentiaalisesti. Hallitsematon ketjureaktio ydinaseita.

Nuclear ketjureaktio energiasektorilla

Reaktiivisuus reaktorin määritellään suuri määrä prosesseja, jotka tapahtuvat sen aktiivisen vyöhykkeen. Kaikki nämä vaikutukset määritetään ns kerroin reaktiivisuutta. Vaikutus lämpötilan muutoksen grafiitti tangot, jäähdytys- tai uraani reaktiivisuus reaktorin ja intensiteetti suodatusprosessissa kuten ydin- ketjureaktio, tunnettu siitä, että lämpötilakerroin (jäähdytysnesteen, uraani, grafiitti). On myös riippuvuus ominaisuuksista tehon mukaan ilmanpaineen indikaattoreita höyryn parametreja. Säilyttää ydinreaktiota reaktorissa tarpeen muuntaa yhden elementin toiseen. Tämän vuoksi on tarpeen ottaa huomioon virtauksen olosuhteet ydin- ketjureaktio - kun läsnä on ainetta, joka pystyy jakautumaan ja jakaa itsensä rappeutuminen useita alkeishiukkaset joka näin ollen, aiheuttaa loput jako sydämiä. Sinänsä ainetta käytetään usein uraani-238, uraani-235, plutonium-239. Kulun aikana ydin- ketjureaktio isotooppeja nämä elementit hajoavat ja muodostavat kaksi tai useampia muita kemiallisia aineita. Tässä prosessissa, se vapautuu niin sanottu "gamma" säteitä, huomattavaa energian vapautuminen, on muodostettu kaksi tai kolme neutronia, joka kykenee säädösten jatkaa reaktiota. Erottaa hitaiden ja nopeiden neutronien, koska voidakseen atomin ydintä hajonnut, nämä hiukkaset pitäisi lentää tietyllä nopeudella.