Nukleáris láncreakció. Feltételei a nukleáris láncreakció

A relativitáselmélet azt mondja, hogy a tömeges - egy speciális formája az energia. Ebből az következik, hogy lehetséges átalakítani tömeg energiává és az energia a tömeg. A intraatomic szinten, mint a reakció végbemegy. Különösen néhány a tömeg az atommag is jól alakulnak energiát. Ez történik a több szempontból is. Először is, a mag szét több kisebb atommagok, ez a reakció az úgynevezett „összeomlását”. Másodszor, a kisebb magok könnyen kapcsolódni kap nagyobb - ez szintézis reakciót. A világegyetemben ilyen reakciókat nem ritkák. Elég annyit mondani, hogy a fúziós reakció - energiaforrásként a csillagokat. De a reakció bomlás által használt emberiség a nukleáris reaktorok, az emberek megtanulták, hogy ellenőrizzék ezeket a bonyolult folyamatokat. De mi az a nukleáris láncreakció? Hogyan kell kezelni ez?

Mi történik a atommag

Nukleáris láncreakció - egy futó folyamat ütközések az elemi részecskék vagy magok más magok. Miért van a „lánc”? Ez az egymást követő egyetlen nukleáris reakciókat. Ennek eredményeként ez a folyamat van egy változás a kvantum állapot nukleon és összetétele a kernel, jelennek meg még az új részecskék - a reakció termékei. Nukleáris láncreakció, a fizika az, amely lehetővé teszi, hogy vizsgálja meg a mechanizmusok kölcsönhatásának a sejtmagok a sejtmagok és részecskék - az elsődleges módszer a termelés az új elemeket és izotópokat. Ahhoz, hogy megértsük a láncreakciót, először is meg kell foglalkozni a single.

Mi szükséges a reakció

Annak érdekében, hogy ilyen eljárás, például a nukleáris láncreakció, szükséges, hogy összehozza a részecskék (mag és nukleonra két mag) a távolság sugara erős kölcsönhatás (körülbelül egy Fermi). Ha a távolságok nagyok, a kölcsönhatás a töltött részecskék tisztán Coulomb. A nukleáris reakció, megfelel a törvényi: energiatakarékosság, impulzusnyomatékhajtómű, barion díjat. Nukleáris láncreakció jelöli a szimbólumokat a, b, a, d. Symbol A jelentése kiindulási mag, b - az incidens részecske, azzal - egy új kibocsátott részecskék, és D jelentése a kapott mag.

energia a reakció

A lánc nukleáris reakció végbemehet mind a felszívódását és felszabadulását az energia, amely egyenlő a tömeg különbség a részecskék a reakció után és mielőtt. Az elnyelt energia meghatározza a minimális kinetikus energia ütközés, egy úgynevezett küszöb nukleáris reakciót, amelyben szabadon áramolhat. Ez a küszöb függ a részecskék, amelyek részt vesznek az interakció, és azok jellemzőit. A kezdeti szakaszban, az összes részecskék egy előre meghatározott kvantum állapotban.

reagáló

A fő forrása a töltött részecskék, hogy bombázzák az atommag a részecskegyorsító, amely lehetővé teszi a gerendák a protonok, nehéz ionok és könnyű atommagok. Lassú neutronok segítségével a nukleáris reaktorok. A rögzítés az esemény töltött részecskék lehet használni különböző típusú nukleáris reakciók - mind a szintézis és a pusztulás. Annak a valószínűsége, közülük paraméterektől függ a részecskék ütköznek. Ebből a valószínűsége kapcsolatos jellemzők, úgymint a keresztmetszete a reakció - az érték a hatásos terület, amely jellemzi a mag, mint a cél a beeső részecskék és ami mértéke a valószínűsége részecske belépési és vegyhatású magot. Ha a reakciót a részt részecskék egy nem zérus centrifugálási értéket, a szekció közvetlenül függ azok tájolását. Mivel a hátsó, a bejövő részecskéket nem orientált teljesen véletlenszerűen, és többé-kevésbé rendezett módon, az összes vörösvértestekkel polarizáltak. Kvantitatív jellemzésére spin-orientált leírja a polarizációs vektor.

A reakció mechanizmusa

Mi a nukleáris láncreakció? Mint már említettük, ez egy sorozata egyszerűbb reakciókat. Az eset részleteit részecske és az interakció a mag függ a tömeg, töltés, kinetikus energiát. Kölcsönhatás mértéke határozza meg a szabadságot a magok, amelyek izgatott, amikor egy ütközés. Egyre felett minden ezek a mechanizmusok lehetővé teszi a folyamat, mint a szabályozott nukleáris láncreakció.

közvetlen reakciók

Ha egy töltött részecske, amely eléri a célt nucleus, csak hozzáér, az időtartam az ütközés továbbra is szükség van, hogy felszámolja a nukleáris sugár távolság. Ez a nukleáris reakció úgynevezett közvetlen. A közös jellemzője az összes ilyen típusú reakciókhoz a megindítását kis számú szabadsági fokkal. Ebben a folyamatban az első ütközés részecske mindig elég energiát, hogy felszámolja a nukleáris attrakció. Például, ilyen kölcsönhatások, például a rugalmatlan neutronszóródási, töltés csere, és egyenesek. A hozzájárulást az ilyen folyamatok a jellemző úgynevezett „teljes keresztmetszet” elég szerencsétlen. Azonban, a anyagkiadagoló vezetékben halad nukleáris reakciót, hogy meghatározzuk a valószínűsége kibocsátása a szög a sugárzás irányában, kvantumszámok szelektivitás lakott államok és megtudhatjuk, hogy szerkezete.

egyensúly előtti kibocsátási

Ha a részecske nem hagyja el a nukleáris együttműködés után az első ütközés, akkor részt vesz egy kaszkád egymást követő ütközések. Ez valójában pontosan az úgynevezett nukleáris láncreakció. Ennek eredményeként egy ilyen helyzetben a kinetikus energia a részecskék között oszlik alkatrészeinek a kernel. Az ugyanazon állam a nucleus fokozatosan válik sokkal bonyolultabb. A folyamat során egy bizonyos nukleonra vagy az egész klaszter (csoportja nukleonok) energia fókuszálható, elegendő, ha a kibocsátás egy nukleon a sejtmagban. További enyhítését eredményezi statisztikai egyensúly, és a vegyület kialakításával sejtmagban.

láncreakció

Mi a nukleáris láncreakció? Ez a szekvencia az alkotóelemeire. Azaz több, egymást követő egyetlen nukleáris reakciók okozta töltött részecskék jelennek meg reakciótermékek az előző lépésekben. Az úgynevezett nukleáris láncreakció? Például, hasadási a nehéz magok, amikor több hasítási eseményből kezdeményezett kapott előző lebomlik neutronok.

Jellemzői a nukleáris láncreakció

Között a kémiai reakciók kapott széles elosztási lánc. Részecskék a nem használt kapcsolatokat szerepét töltheti szabad gyökök vagy atomok. Ebben a folyamatban, mivel a nukleáris láncreakció, a mechanizmus annak természetesen biztosítani neutronok, amelyek a Coulomb-gáton, és gerjeszti a sejtmagba történő felszívódását. Ha a közeg szükségesnek tűnik részecske, ez okozza a lánc követő transzformációk, amelyek továbbra is láncszakadási elvesztése miatt a hordozóanyag-részecskék.

Miért nincs kapcsolat

Csak két oka a veszteség a hordozó részecskék folyamatos láncreakciót. Az első a felszívódását a részecskék nélküli szekunder emissziós folyamatot. A második - elhagyó részecskék körén belül az anyag, amely támogatja a lánc folyamatot.

Kétféle eljárás

Ha az egység születik kizárólag részecske hordozót minden időszakban láncreakció, akkor ez a folyamat is lehet nevezni elágazás nélküli. Ez nem eredményezheti az energia felszabadítását egy nagyszabású. Ha sok hordozó részecskék, ez az úgynevezett egy elágazó reakciót. Mi a nukleáris láncreakció elágazást? Egy kapott az előző cselekmény másodlagos részecskék továbbra előtt elkezdődött, a lánc, de a többiek majd új reakciókat is ágaznak. Ezzel az eljárással kerül konkurens folyamatok töréséhez vezethet. A kapott helyzet ad okot, hogy meghatározott kritikus és marginális jelenség. Például, ha a folytonosság nem pusztán az új láncok, a reakció önellátásra lehetetlen. Még ha felizgat vele mesterségesen beépítünk a közeg kívánt részecskék száma, a folyamat továbbra is idővel elhalványul (általában elég gyorsan). Ha ez a szám az új láncok meghaladja a szünetek száma, a láncreakció kezd terjedni az egész anyag.

kritikus állapotban

A kritikus területen elválasztjuk állapot halmazállapot fejlett önfenntartó láncreakciót, és a régió, ahol ez a reakció egyáltalán nem lehetséges. Ez a paraméter jellemzi közötti egyenlőség a számos új áramkör és a számos lehetséges szünetek. Mivel a jelenléte a részecske-mentes hordozó kritikus állapot a fő elem egy listában, mint „körülmények között a nukleáris láncreakció.” Eredmény ez a feltétel lehet meghatározni számos lehetséges tényező. Elosztjuk a nehéz elem magja gerjesztik csak egy neutron. Ennek eredményeként ezt a folyamatot, mint egy láncreakció maghasadás, több neutronok. Következésképpen, ez a folyamat ezáltal elágazó reakciót, ahol hordozók és a neutronok jár. Abban az esetben, ha az arány a neutron ragadja osztás nélkül vagy indulási (veszteség mértéke) fogja kompenzálni sebességű reprodukciós hordozó részecskék, a lánc reakció is végbemegy egy álló üzemmódban. Ez az egyenlet a szorzótényező. Abban az esetben, ez egyenlő az egység felett. A nukleáris energia bevezetése miatt a negatív visszacsatolás mértéke között energia-kibocsátás és a szorzótényező lehet megvalósítani ellenőrzése a nukleáris reakciók. Ha ez az arány nagyobb, mint egy, akkor a reakció alakul ki exponenciálisan. Irányíthatatlan láncreakció használják nukleáris fegyverek.

Nukleáris láncreakció az energia szektorban

A reaktivitást a reaktor határozzuk meg nagyszámú folyamatok zajlanak aktív zónában. Mindezek a hatások határozzák meg az úgynevezett koefficiens reakcióképesség. Hatása a hőmérséklet-változások a grafitrudak, hűtőfolyadékok vagy urán reaktivitását a reaktorba, és az intenzitás a perkolációs folyamat, például a nukleáris láncreakció, azzal jellemezve, hogy a hőmérséklet együttható (a hűtőközeg, urán, grafit). Van is egy függőség jellemzőinek teljesítmény szerint a légköri mutatók gőz paramétereit. Ahhoz, hogy a nukleáris reakciót a reaktorban szükséges esetben az egyik elem egy másik. Ehhez az szükséges, hogy figyelembe kell venni az áramlási viszonyok a nukleáris láncreakció - jelenlétében olyan anyag, amely képes osztódni és kiosztani magukat a bomlása elemi részecskék száma, amelyek ennek következtében, hatására a többi Division magok. Mint ilyen anyagot gyakran használják az urán-238, az urán-235, plutónium-239. Áthaladása során a nukleáris láncreakció izotópjai ezen elemek szétesik, és két vagy több, más vegyi anyagok. Ebben a folyamatban, akkor a kibocsátott úgynevezett „gamma” sugárzással előállítva, intenzív energia kibocsátás, vannak kialakítva, két vagy három neutron képes hat, hogy folytatódik a reakció. Különbséget tenni lassú és gyors neutronok, mert ahhoz, hogy atommag szétesett, ezek a részecskék kellene repülni egy bizonyos sebesség.