Különbség a szubkritikai és a szuperkritikus tömeg között

Fő különbség - Szubkritikai és kritikus vs. szuperkritikus tömeg
 

Szubkritikus, kritikus és szuperkritikus tömeg a hasadó anyagnak a nukleáris láncreakciókban felhasznált tömegére vonatkozik. A szubkritikus, kritikus és szuperkritikus tömeg közötti fő különbség az szubkritikus tömeg: a hasadó anyag tömege, amely nem elegendő a nukleáris láncreakció fenntartásához, míg a kritikus tömeg a hasadó anyag tömege, amely a nukleáris láncreakció fenntartásához szükséges, és a hasadó anyag szuperkritikus tömege az a tömeg, amely nagyobb mint elegendő egy nukleáris láncreakció fenntartásához.

A nukleáris láncreakció a hasadási reakciók sorozata. A maghasadási reakció egy neutron felszabadulásának folyamata az instabil atommagból. Amikor ez a felszabadult neutron kölcsönhatásba lép egy másik instabil izotóppal, az új izotóp szintén maghasadáson megy keresztül, felszabadítva egy másik neutronot. Hasonlóképpen, a reakciólánc is zajlik.

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a szubkritikus tömeg?
3. Mi a kritikus tömeg?
4. Mi a szuperkritikus tömeg?
5. Összegzés összehasonlítása - Szubkritikai és kritikus vs. szuperkritikus tömeg táblázatos formában
6. Összegzés

Mi az a szubkritikus tömeg??

A szubkritikus tömeg egy hasadó anyag tömege, amely nem elegendő a nukleáris láncreakció fenntartásához. A hasadási láncreakció kezdeményezéséhez a hasadó izotóp tömegének minimálisan szükséges tömegének (kritikus tömegnek kell lennie) kell lennie. A szubkritikus tömeg mindig kisebb, mint a kritikus tömeg; ezért a hasadó anyag szubkritikus tömege nem képes fenntartani a hasadási láncreakciót.

A hasadó anyag szubkritikus tömegében jelen lévő neutronok száma idővel exponenciálisan csökken, mivel nincs olyan izotóp, amely képes több neutron felszabadítására, ha kölcsönhatásba lép a meglévő neutronokkal.

Mi az a kritikus tömeg??

A kritikus tömeg a hasadó anyag tömegének legkisebb mennyisége, amely szükséges a nukleáris láncreakció fenntartásához. A kritikus tömeg mennyisége a hasadó anyag nukleáris tulajdonságaitól, sűrűségétől, alakjától és a hasadó anyag dúsulásától függ.

1. ábra: Az izotópok tömege határozza meg a hasadások számát.

Az izotóp tisztasága szintén fontos a kritikus tömeg mennyiségének meghatározásakor. Például, ha magas a tisztaság, akkor a kritikus tömeg alacsony. A kritikus tömeg értékét befolyásoló külső tényezők a hasadó anyag hőmérséklete és környezete.

Mi az a szuperkritikus tömeg??

A hasadó anyag szuperkritikus tömege az a tömeg, amely több, mint elegendő egy nukleáris láncreakció fenntartásához. Ha szuperkritikus tömeg van egy hasadási láncreakcióval rendelkező rendszerben, akkor a hasadás sebessége az idővel növekszik. Ennek oka az, hogy a neutron kölcsönhatásának az izotóppal valószínűsége nagyon nagy, sok izotóp van jelen a rendszerben. Néhány idő múlva azonban a rendszer egyensúlyi állapotot kap, amelyben a tömeg mennyiségét a kritikus tömegre csökkentik.

Mi a különbség a szubkritikus és a szuperkritikus tömeg között??

Szubkritikus és kritikus vs szuperkritikus tömeg
Szubkritikus tömeg	A szubkritikus tömeg egy hasadó anyag tömege, amely nem elegendő a nukleáris láncreakció fenntartásához.
Kritikus tömeg	A kritikus tömeg a hasadó anyag tömegének legkisebb mennyisége, amely szükséges a nukleáris láncreakció fenntartásához.
Szuperkritikus tömeg	A hasadó anyag szuperkritikus tömege az a tömeg, amely több, mint elegendő egy nukleáris láncreakció fenntartásához.
Tömeg mennyisége
Szubkritikus tömeg	A szubkritikus tömeg kisebb, mint a kritikus tömeg.
Kritikus tömeg	A kritikus tömeg a hasadási láncreakció megindításához szükséges legkisebb tömegmennyiség.
Szuperkritikus tömeg	A szuperkritikus tömeg nagyobb, mint a kritikus tömeg.
Reakcióarány
Szubkritikus tömeg	A reakció sebessége idővel csökken szubkritikus tömeg jelenlétében.
Kritikus tömeg	A reakció sebessége idővel csökken kritikus tömeg jelenlétében.
Szuperkritikus tömeg	A reakció sebessége idővel csökken szuperkritikus tömeg jelenlétében.

Összegzés - Szubkritikai kritikus vs. szuperkritikus tömeg

Egy atommaghasadási reakció több egymást követő hasadást kezdeményezhet, ami a hasadási láncreakciók kialakulásához vezet. A haladáshoz és a láncreakció fenntartásához szükséges tömegmennyiség alapján háromféle tömeg létezik: szubkritikus tömeg, kritikus tömeg és szuperkritikus tömeg. A szubkritikus és a szuperkritikus tömeg közötti fő különbség az, hogy a szubkritikus tömeg olyan hasadó anyag tömege, amely nem elegendő a nukleáris láncreakció fenntartásához, míg a kritikus tömeg a folyamatos nukleáris láncreakcióhoz szükséges hasadó anyag tömege és a szuperkritikus tömeg hasadó anyag tömege az a tömeg, amely több, mint elegendő egy nukleáris láncreakció fenntartásához.

Referencia:

1. „Kritikus tömeg”. Wikipedia, Wikimedia Alapítvány, 2018. március 31., elérhető itt.
2. „Mi a kritikus mise?” Innovateus.net, elérhető itt.

Kép jóvoltából:

1. „Kritikus tömeg” (Public Domain) a Commons Wikimedia-on keresztül