Nuklearna lančana reakcija. Uslovi nuklearnu lančanu reakciju

Teorija relativnosti kaže da je masa - je poseban oblik energije. Iz toga slijedi da je moguće pretvoriti mase u energiju i energiju u masu. Na intraatomic nivou, takve reakcije odvijaju. Konkretno, neki od mase atomskog jezgra može i pretvoriti u energiju. To se događa na nekoliko načina. Prvo, jezgra može razbiti u nekoliko manjih jezgara, ta reakcija se zove "kolaps". Drugo, manji jezgra lako može povezati da biste dobili veći - ove sinteze reakciju. U svemiru, takve reakcije nisu rijetki. Dovoljno je reći da je fuzija reakcija - izvor energije za zvezde. Ali reakcija propadanja koriste čovječanstvo nuklearnih reaktora, jer ljudi naučili kontrolirati ove složene procese. Ali ono što je nuklearna lančana reakcija? Kako da ga vodite?

Ono što se dešava u jezgru atoma

Nuklearna lančana reakcija - što je proces koji radi u sudarima elementarnih čestica ili jezgra sa drugim jezgre. Zašto je "lanac"? Ovaj set sekvencijalnog jedne nuklearne reakcije. Kao rezultat ovog procesa dolazi do promjene u kvantno stanje nukleon i sastav u kernelu, pojavljuju se čak i novi čestice - proizvodi reakcije. Nuklearne lančane reakcije, od kojih fizike vam omogućava da istražuju mehanizme interakcije jezgara sa jedrima i čestica - primarni način za proizvodnju novih elemenata i izotopa. Da bi se shvatilo lančane reakcije, prvo moramo baviti singl.

Ono što je potrebno za reakciju

U cilju realizacije taj proces, što je nuklearnu lančanu reakciju, neophodno je da se okupi čestice (jezgre i nukleon dvije jezgre) na udaljenosti radijus jaka interakcija (Otprilike jedna Fermi). Ako su udaljenosti su velike, interakcija nabijenih čestica je čisto Coulomb. U nuklearna reakcija, u skladu sa svim zakonima: očuvanje energije, u trenutku zamaha, baryon naplate. Nuklearna lančana reakcija je označen simbolima a, b, A, D. Simbol a označava početnu jezgru, b - incident čestica, sa - nova emituju čestice, a D označava rezultanta jezgru.

energija reakcije

Lanac nuklearna reakcija može odvijati i sa apsorpciju i oslobađanje energije, što je jednako razlika u masi čestica nakon reakcije i pred njim. Apsorbovane energije određuje minimalnu kinetičku energiju sudara, tzv prag nuklearna reakcija u kojoj se može slobodno teći. Ovaj prag ovisi o česticama koje sudjeluju u interakciji, a na njihove karakteristike. U početnoj fazi, sve čestice su u unapred kvantno stanje.

reagira

Glavni izvor nabijene čestice koje bombarduju nukleus je akcelerator čestica koji pruža grede protona, teških iona i lagane jezgre. Sporo neutrona proizveden kroz upotrebu nuklearnih reaktora. Za pričvršćivanje čestica incidenta naplaćuje se mogu koristiti različite vrste nuklearne reakcije - i sintezu i propadanja. Vjerovatnoća njih ovisi o parametrima čestica koje se sudaraju. Iz ovog vjerojatnost povezana je takva karakteristika, presjekom reakcije - vrijednost efektivna površina koja karakteriše jezgra kao cilj za čestice incidenta i koja je mjera vjerovatnoće čestica ulazi u nukleus i interakciju. Ako je reakcija prisustvovao čestice s nule spin vrijednosti, dionica direktno zavisi svoju orijentaciju. S obzirom da je zadnje strane dolazni čestice nisu orijentisani potpuno slučajno, i više ili manje uredno, sve zrnca su polarizirano. Kvantitativne karakterizacije spin-orijentiran opisuje polarizacija vektor.

Reakcija mehanizam

Ono što je nuklearna lančana reakcija? Kao što je već spomenuto, to je niz jednostavnije reakcije. Detalji o čestica incidenta i njegove interakcije sa osnovnim ovise o masu, punjenja, a kinetička energija. Interakcija određen stupanj slobode jezgara, koji su uzbuđeni kada sudara. Preuzimanje kontrole nad svim ovim mehanizmima omogućuje proces kao što je pod kontrolom nuklearnu lančanu reakciju.

direktne reakcije

Ako napunjenu česticu koja pogađa cilj jezgro, samo dodirne, trajanje sudara dalje je potrebno da se prevaziđu radijus udaljenosti nuklearne. Ova nuklearna reakcija se zove direktno. Zajednička karakteristika za sve reakcije ovog tipa je pokretanje malog broja stupnjeva slobode. U ovom procesu, nakon prvog sudara čestica ima dovoljno i dalje energije za prevazilaženje nuklearne atrakciju. Na primjer, takve interakcije, što je neelastična neutrona raspršenja, napunite razmjene, i da su ravne. Doprinos tih procesa u karakterističnim zove "ukupni presjek" prilično jadno. Međutim, distribucija proizvoda linije prolazi nuklearna reakcija kako bi se utvrdilo je vjerovatnoća emisije kut smjera snopa, kvantna broja, selektivnost naseljena država i da se utvrdi njihova struktura.

pre-ravnoteže emisija

Ako se čestica ne napustiti teren nuklearne saradnje nakon prvog sudara, to će biti uključeni u kaskadu uzastopnih sudara. To je zapravo ono što se zove nuklearna lančana reakcija. Kao rezultat toga, takva situacija je kinetička energija čestica se distribuira među sastavne dijelove kernela. Isti stanje nukleus postepeno će postati mnogo kompliciranije. Tokom ovog procesa na nekim nukleon ili cijeli klaster (grupa nukleona) energije može biti fokusirani, to je dovoljno za emisiju nukleon iz jezgra. Dodatno opuštanje će rezultirati u statističke ravnoteže i formiranje spoj jezgra.

lanac reakcije

Ono što je nuklearna lančana reakcija? Ovaj slijed njenih konstitutivnih dijelova. Odnosno više uzastopnih jedan nuklearne reakcije uzrokovane nabijene čestice se pojavljuju kao reakcija proizvoda u prethodnim koracima. Ono što se zove nuklearna lančana reakcija? Na primjer, fisije teških jezgara, kada inicirali više fisije događaje dobiti prethodnih po raspada neutrona.

Karakteristike nuklearne lančane reakcije

Među svim kemijske reakcije koje je dobio široku distribuciju lanca. Čestica neiskorišteni veze ispunjavaju ulogu slobodnih radikala ili atoma. U ovom procesu, kao nuklearnu lančanu reakciju, mehanizam svog toka pružaju neutroni koji imaju Coulomb barijeru i uzbuđuju jezgra na apsorpciju. Ako je medij čini neophodnim čestica, izaziva lanac naknadne transformacije, koja će nastaviti da lanac rascjep zbog gubitka čestica nosača.

Zašto izgubili nosač

Postoje samo dva razloga za gubitak nosača čestica kontinuiranog lančane reakcije. Prvi je apsorpcija čestica bez proces emisije sekundarne. Drugi - ostavljajući čestice u okviru supstance koja podržava proces lanca.

Dvije vrste procesa

Ako je uređaj rođena isključivo čestica nosača u svakoj reakciji periodu lanac, onda taj proces može nazvati nerazgranati. To ne može dovesti do oslobađanja energije u velikom obimu. Ako postoje mnogi nosač čestice, to se zove razgranatog reakcije. Ono što je nuklearna lančana reakcija sa grananja? Jedan je dobio u prethodnom činu sekundarnih čestica i dalje počela prije lanca, ali ostali će stvoriti nove reakcije koje će granaju. Uz ovaj proces će se takmičiti procesi dovode do loma. Nastalom situacijom će dovesti do specifične kritične i marginalna pojava. Na primjer, ako je kontinuitet više od čisto novih lanaca, reakcija self-podrška je nemoguće. Čak i ako uzbuditi nju umjetno uvođenja u srednjem željeni broj čestica, proces će i dalje blijede tokom vremena (obično vrlo brzo). Ako je broj novih lanaca će premašiti broj pauza, lančane reakcije će početi da se širi kroz materijal.

kritičnom stanju

Kritična regija je odvojena stanje stanja materije naprednih samoodržive lančanu reakciju i regiji u kojoj nije moguće to reakcija na sve. Ovaj parametar se odlikuje jednakost između broja novih kola i broj mogućih prekida. Kao prisustvo čestica bez nosača kritičnom stanju je glavna stavka na listi su "uslovi nuklearnu lančanu reakciju." Postizanje ovog stanja može odrediti broj mogućih faktora. nuklearne fisije teški element je prešao samo jedan neutron. Kao rezultat tog procesa, kao lančana reakcija nuklearne fisije, ima više neutrona. Shodno tome, ovaj proces može proizvesti razgranati reakcija u kojoj će djelovati transportera i neutrona. U slučaju kada je stopa neutrona snima bez podjela ili odlazaka (stopa gubitak) će se nadoknaditi reprodukciju brzina nosača čestica, lančane reakcije će se odvijati u stacionarnom režimu. Ova jednačina opisuje faktor množenja. U slučaju da je jednaka jedinstvo iznad. The nuklearne energije uvođenjem negativne povratne između stope oslobađanja energije i faktor množenja može se ostvariti kontrolu nad nuklearne reakcije. Ako je taj odnos veći od jedan, tada je reakcija će se razvijati eksponencijalno. Nekontrolisanog lančana reakcija se koristi u nuklearno oružje.

Nuklearna lančana reakcija u energetskom sektoru

Reaktivnost reaktora određuje veliki broj procesa koji se odvijaju u svoju aktivnu zonu. Svi ovi utjecaji određuju takozvani koeficijent reaktivnosti. Utjecaj promjene temperature od grafita šipke, sredstava za hlađenje ili reaktivnost urana reaktora i intenzitet procesa cijeđenja kao što je nuklearna lančana reakcija, karakterizira koeficijent temperature (za rashladne tečnosti, uran, na grafit). Tu je i zavisnost od karakteristika vlasti, u skladu sa barometarski pokazatelja parametrima pare. Da bi se održao nuklearne reakcije u reaktoru je potrebno pretvaranje jednog elementa u drugi. Za to je potrebno uzeti u obzir uvjete toka nuklearne lančane reakcije - prisustvo supstance koja je u stanju da podijele i izdvojiti se iz propadanja velikog broja elementarnih čestica koje, kao posljedica, uzrokovat će ostatak divizije jezgara. Kao takva supstanca se često koristi urana-238, uranij-235, plutonij-239. Tokom prolaz nuklearne lančane reakcije izotopi ovih elemenata će se raspasti i čine dva ili više drugih kemijskih supstanci. U ovom procesu, to se emitira tzv "gama" -rays, intenzivno oslobađanje energije, formiraju se dva ili tri neutrona sposoban radnje za nastavak reakcije. Razliku između sporog i brzih neutrona, jer kako bi se jezgra atoma raspao, te čestice treba letjeti određenom brzinom.