Reťazová reakcia jadrové. Podmienky jadrové reťazovej reakcie

Teória relativity hovorí, že hmota - je špeciálna forma energie. Z toho vyplýva, že je možné premeniť hmotu v energiu a energie do hmoty. Na vnitroatomové úrovni, tieto reakcie prebiehajú. Najmä niektoré hmotnosti atómového jadra sa môže tiež obrátiť na energiu. To sa deje v niekoľkých smeroch. Po prvé, môže byť jadro rozdeliť do niekoľkých menších jadier, táto reakcia sa nazýva "kolaps". Po druhé, menšie jadrá možno ľahko pripojiť k získaniu väčšej - tento syntézny reakcie. Vo vesmíre, tieto reakcie nie sú nezvyčajné. Postačí, keď poviem, že fúzny reakcie - zdroj energie pre hviezdy. Ale reakcie rozpadu používa ľudstvo do jadrových reaktorov, pretože ľudia sa naučili kontrolovať tieto zložité procesy. Ale čo je jadrová reťazová reakcia? Ako to dokázal?

Čo sa stane v jadre atómu

Nukleárna reťazová reakcia - proces beží v zrážkach elementárnych častíc alebo jadra s ďalšími jadrami. Prečo je "reťaz"? Táto sada po sebe idúcich jednotlivých jadrových reakcií. V dôsledku tohto procesu dôjde k zmene kvantového stavu nukleón a zloženie v jadre sa objavujú aj nové častice - produktov reakcie. Nukleárna reťazová reakcia, fyzika, ktorý umožňuje skúmať mechanizmy interakcie jadier s jadrami a častíc - primárny spôsob výroby nových prvkov a izotopov. Aby bolo možné pochopiť reťazovú reakciu, musíme sa najprv vysporiadať s singlu.

Čo je potrebné pre reakciu

Za účelom vykonania tohto spôsobu, ako je nukleárna reťazová reakcia, je nutné spojiť častice (jadro a nukleónové dvoch jadier) vo vzdialenosti polomeru silnej interakcie (približne jeden Fermiho). Ak vzdialenosti sú veľké, interakcia nabitých častíc je čisto Coulomb. V oblasti jadrovej reakcie, v súlade so všetkými zákonmi: zachovania energie, k momentu hybnosti, baryonového poplatku. Nukleárna reťazová reakcia je označený symbolmi A, B, A, D. Symbol A znamená predvolené jadro, b - dopadajúce častice, sa - nová emitovaných častíc, a d značí výsledné jadro.

energie reakcie

Jadrové reťazovej reakcie sa môže vykonávať ako s absorpciu a uvoľnenie energie, ktorá sa rovná rozdielu hmotností častíc po reakcii a pred ním. Absorbovaná energia určuje minimálnu kinetickú energiu nárazu, takzvanú limitnú jadrovú reakciu, v ktorej sa môže voľne prúdiť. Táto prahová hodnota je závislá na častice, ktoré sa podieľajú na interakciu, a na ich vlastnostiach. V počiatočnej fáze, všetky častice sú vo vopred určenom kvantovom stave.

reakciou

Hlavným zdrojom nabitých častíc, ktoré bombardujú jadro je urýchľovač častíc, ktorý umožňuje lúče protónov, ťažkých iónov a ľahkých jadier. Pomalými neutrónmi vyrábajú použitím jadrových reaktorov. Na upevnenie dopadajúcich nabitých častíc môžu byť použité rôzne typy jadrových reakcií - ako syntézu a rozklad. Pravdepodobnosť z nich závisí na parametroch častíc, ktoré kolidujú. Z toho pravdepodobnosť je spojená takú vlastnosť, že prierez reakcia - hodnota efektívne plochy, ktorá charakterizuje jadro ako cieľ pre dopadajúcich častíc a ktorý je mierou pravdepodobnosti častice vstupu do jadra a komunikovať. V prípade, že reakcia sa zúčastňuje častice s nenulovú hodnotu spin, časť je priamo závislá na ich orientáciu. Vzhľadom k tomu, zadná z prichádzajúcich častice nie sú orientované úplne náhodne, a viac alebo menej usporiadane, všetky čiastočky sú polarizované. Kvantitatívne charakterizácia spin-orientované opisuje polarizačný vektor.

mechanizmus reakcie

Čo je to nukleárny reťazová reakcia? Ako už bolo spomenuté, že je sekvencia jednoduchších reakcií. Podrobnosti o dopadajúce častice a jeho interakcie s jadrom sú závislé na hmotnosti, náboje, kinetickou energiou. Interakcia určovaná podľa stupňa voľnosti jadier, ktoré sú nadšení, keď ku kolízii. Ovládnutie všetkých týchto mechanizmov umožňuje proces, ako je riadené nukleárna reťazovú reakciu.

priamej reakcie

Ak sa nabitá častica, ktorá zasiahne cieľovú jadro, to len dotkne, doba zrážky je potrebné ešte prekonať vzdialenosť jadrového polomeru. Táto jadrová reakcia sa nazýva priama. Spoločným znakom všetkých reakciách tohto typu je iniciácie malý počet stupňov voľnosti. V tomto procese, po prvej zrážke častíc má stále dostatok energie na prekonanie jadrovej príťažlivosť. Napríklad, také interakcie, ako nepružný rozptylu neutrónov, nabíjanie výmenu, a sú rovné. Podiel takýchto procesov v charakteristike názvom "celkový prierez" celkom mizerne. Avšak distribúcia línie prechádzajúcej jadrové reakcie na určenie pravdepodobnosti emisie uhla smeru lúča, kvantových čísel selektívnosti naplnená stavov a na stanovenie ich štruktúry.

emisie vopred rovnováha

V prípade, že častice sa v oblasti jadrovej spolupráce nezanecháva po prvej kolízii, bude zapojený do kaskády po sebe idúcich kolízie. To je vlastne presne to, čo sa nazýva nukleárnej reťazová reakcia. Výsledkom je, že takáto situácia kinetická energia častíc sa rozdelí medzi konštrukčnými časťami jadra. Ten istý stav jadra sa postupne stane oveľa zložitejšie. Počas tohto procesu sa v určitom nukleón alebo celé klastra (skupina nukleónov) energia môže byť zameraná, je dostačujúca pre emisiu nukleón od jadra. Ďalej relaxácie bude mať za následok štatistické rovnováhy a vytvorenie zloženého jadra.

reťazovej reakcie

Čo je to nukleárny reťazová reakcia? Tento sled jeho súčasťou. Tj viac po sebe nasledujúcich jednotlivé jadrové reakcie spôsobené nabitých častíc zobrazí ako reakčných produktov v predchádzajúcich krokoch. To, čo sa nazýva nukleárnej reťazová reakcia? Napríklad štiepenie ťažkých jadier, kedy inicioval viac udalostí štiepenie získaná predchádzajúcej rozkladá neutrónov.

Vlastnosti jadrové reťazovej reakcie

Zo všetkých chemických reakcií dostal rozsiahlu distribučný reťazec. Častice s nevyužitých pripojenia plniť úlohu voľných radikálov a atómov. V tomto procese, ako je nukleárna reťazovej reakcie, mechanizmus jeho samozrejme poskytovať neutróny, ktoré majú bariéru Coulombovho rozrušiť jadro na absorpciu. Ak sa objaví médium potrebné častice, spôsobuje reťazec následných transformácií, ktoré budú naďalej štiepenie reťazcov v dôsledku straty častíc nosiča.

Prečo stratil dopravcu

Existujú iba dva dôvody pre stratu nosných častíc reakčných nekonečného reťaze. Prvý z nich je absorpcia častíc bez sekundárneho procesu emisií. Druhý - opustenie častíc v rozsahu látky, ktorá podporuje proces reťaze.

Dva typy procesu

Ak je jednotka rodia výhradne častíc nosiča v každom období reťazovej reakcii, potom môže byť tento proces nazýva nerozvetvený. To nemôže viesť k uvoľneniu energie vo veľkom meradle. Ak existuje veľa častíc nosiča, to je nazývané rozvetvený reakcia. Čo je to nukleárny reťazová reakcia s vetvou? Cena jednej prijatej v predchádzajúcom aktom sekundárnych častíc pokračovať v začatej pred reťazca, ale ostatní budú vytvárať nové reakcie, ktoré budú zároveň rozšíriť. S Tento proces bude súťažiť procesy vedú k rozbitiu. Vzniknutá situácia bude vyvolávať špecifickú kritickú a okrajový jav. Napríklad, v prípade, že kontinuita väčší ako iba nové reťazca, self-podpora reakcia je nemožné. Aj v prípade, rozrušiť ju umelo zavádza do média požadovaný počet častíc, bude proces stále slabnúť v priebehu doby (zvyčajne pomerne rýchlo). Ak je počet nových reťazcov bude vyššia ako počet prestávok, bude reťazová reakcia začne šíriť po celom materiáli.

kritický stav

Kritická oblasť je oddelená kondičné skupenstvách pokročilého sebestačného reťazovú reakciu a oblasti, kde táto reakcia nie je vôbec možné. Tento parameter je charakteristický rovnosti počtu nových okruhov a počet možných prestávok. Ako prítomnosti bez častíc nosiča kritického stavu je hlavnou položkou v zozname ako "podmienky jadrové reťazovej reakcie." Dosiahnutie tohto stavu možno určiť radom možných faktorov. Delenie ťažkého prvku jadro je budený iba jeden neutrón. Ako výsledok tohto procesu, ako reťazová reakcia jadrového štiepenia, existuje viac neutrónov. V dôsledku toho, tento proces môže úplne rozvetvený reakcie, kde nosiče a neutróny bude pôsobiť. V prípade, keď je rýchlosť neutrónu zachytí bez delenia alebo odchodovej (stratovosti) bude kompenzovaný častice nosiča reprodukčné rýchlosti, bude reťazová reakcia prebiehať v stacionárnom režime. Táto rovnica opisuje násobenie. V prípade, že je rovný jednotke vyššie. V jadrovej energie v dôsledku zavedenia negatívnej spätnej väzby medzi rýchlosťou uvoľňovanie energie a násobenie možno realizovať riadenie jadrovej reakcie. Ak je tento pomer väčší ako jedna, potom sa reakcia sa rozvíjať exponenciálne. Nekontrolovaná používa v jadrových zbraní reťazová reakcia.

jadrovej reťazovej reakcie v energetike

Reaktivita reaktora je určená veľkým počtom procesov, ktoré prebiehajú v aktívnej zóne. Všetky tieto vplyvy sú určené takzvané koeficientu reaktivity. Vplyv zmeny teploty grafitových tyčí, chladiacich alebo uránu reaktivity reaktora a intenzite procesu filtrácie, ako je nukleárna reťazovú reakciu, vyznačujúci sa teplotným koeficientom (pre chladiace kvapaliny, uránu, grafitu). K dispozícii je tiež závislosť charakteristík výkonu, v závislosti na barometrickom ukazovateľov parametre pary. Pre udržanie jadrové reakcie v reaktore potrebnú konverziu jedného prvku do druhého. K tomu je potrebné vziať do úvahy podmienky toku jadrového reťazovú reakciu - za prítomnosti látky, ktorá je schopná rozdeliť a pridelí sa z rozpadu radu elementárnych častíc, ktoré v dôsledku toho spôsobí, že zvyšok divízie jadier. Ako taká látka sa často používa urán-238, urán-235, plutónium-239. Počas priechodu nukleárnej reťazová reakcia izotopy týchto prvkov sa rozpadne a tvoria dve alebo viac iných chemických látok. V tomto procese, to je vysielaný tak zvané "gama" -rays, intenzívne uvoľňovanie energie, sú vytvorené dve alebo tri neutróny schopné pôsobia tak, že pokračovať v reakcii. Rozlišovať medzi pomalými a rýchlymi neutrónmi, pretože aby jadre atómu sa rozpadla, tieto častice by mali letieť pri určitej rýchlosti.