Nükleer zincir reaksiyonu. Nükleer zincir reaksiyonu koşulları

enerjinin özel bir şeklidir - izafiyet teorisi kütlesi söylüyor. Buradan o kütle halinde enerji ve enerjiye kütleyi dönüştürmek mümkün olduğunu izler. Atom-içi seviyede, bu tür reaksiyonlar gerçekleşir. Özellikle, atom çekirdeğinin kütlesinin bazı iyi enerjiye dönüşebilir. Bu birkaç şekilde olur. İlk olarak, daha küçük çekirdeklerin bir dizi halinde parçalamak ve çekirdek, bu reaksiyon, "çökme" olarak adlandırılır. İkinci olarak, daha küçük çekirdekler kolayca daha büyük olsun bağlanabilir - bu sentez reaksiyonu. evrende, bu tür reaksiyonlar nadir değildir. söylemek yeterli füzyon reaksiyonu o - yıldızlara bir enerji kaynağı. Ama çürümenin reaksiyon için insanlığın kullandığı , nükleer reaktörler insanlar bu karmaşık süreçleri kontrol etmeyi öğrendim olarak. Ama bir nükleer zincir reaksiyonu nedir? Nasıl yönetilir?

Ne bir atomun çekirdeğindeki olur

Nükleer zincir reaksiyonu - diğer çekirdeklerin ile temel parçacık veya çekirdeklerin çarpışmalarda çalışan bir işlem. Neden bir "zincir" dir? ardışık tek nükleer reaksiyonların Bu set. çekirdek kuantum durumu nükleonun ve bileşimin bir değişiklik olduğunda, bu işlemin bir sonucu olarak, hatta yeni parçacıkların görünür - reaksiyon ürünlerini. Eğer çekirdekler ve parçacıklarla çekirdeklerin etkileşim mekanizmaları keşfetmek sağlar fizik olan Nükleer zincir reaksiyonu, - yeni elemanları ve izotoplar üretilmesi için birincil yöntem. zincir reaksiyonu anlayabilmek için, öncelikle single'ı ile uğraşmak zorundadır.

Ne reaksiyon için gerekli olan

Bu tip bir işlem gerçekleştirmek için, nükleer zincir reaksiyonu gibi, kuvvetli bir etkileşim (yaklaşık bir Fermi) yarıçapının mesafede parçacıkları (çekirdek ve çekirdek parçası iki çekirdekli) bir araya getirmek için gereklidir. mesafeleri büyük ise, yüklü parçacıkların etkileşimi tamamen Coulomb olup. nükleer reaksiyon olarak, tüm yasalara uygun: enerjinin korunumu, momentum an, baryon ücret. Nükleer zincir reaksiyonu sembolleri, a, b, a, d ile gösterilir. ile, gelen parçacık - - Sembol bir başlangıç çekirdek, b göstermektedir, yeni yayılan taneciklerin, d Elde edilen çekirdek belirtmektedir.

Reaksiyonun enerjisi

Zincir nükleer reaksiyon reaksiyonundan sonra ve daha önce parçacıkların kütle farka eşit olan emme ve enerji salımı, her iki ile gerçekleşebilir. absorbe edilen enerji bir çarpışma en az kinetik enerji, serbestçe akabileceği bir sözde eşik nükleer reaksiyon belirler. Bu eşik etkileşim katılmak parçacıklar bağlıdır, ve özellikleri üzerinde. İlk aşamada, bütün parçacıklar önceden belirlenmiş bir kuantum halde bulunmaktadır.

reaksiyona sokulması

çekirdeği bombardıman yüklü parçacıkların kaynağı bir tanecik hızlandırıcı, proton, ağır iyonların ve hafif çekirdeklerin ışınlarını sağlar. Yavaş nötronlar, nükleer reaktörler kullanılarak üretilebilir. sentez ve çürüme - hem olayın yüklü parçacıkların tespiti için nükleer reaksiyonlar çeşitli kullanılabilir. bunların olasılık çarpışır parçacıkların parametrelerine bağlıdır. Bu olasılık, böyle bir özellik ilişkilidir öğretisi ile reaksiyonun kesiti - olay parçacıkları için bir hedef olarak çekirdek karakterize eder ve etkin alan değeri parçacıkları nükleusların girmesini ve etkileşim olasılığı için bir ölçüdür. Reaksiyon, sıfır olmayan bir sıkma değerine sahip partiküller katılan, bölüm doğrultusuna doğrudan bağlıdır. gelen parçacıkların tamamen geri rasgele yönlendirilmiş ve daha fazla veya daha az düzenli bir şekilde olmadığından, tüm taneciklerin polarize. Spin odaklı kantitatif karakterizasyonu polarizasyon vektörü açıklar.

reaksiyon mekanizması

Bir nükleer zincir reaksiyonu nedir? Daha önce belirtildiği gibi, daha basit reaksiyonlar dizisidir. Olay parçacık ve iç kısım ile etkileşim bilgileri kütle, yük, bir kinetik enerjisine bağımlıdır. ne zaman bir çarpışma heyecanlıyız çekirdeklerin, özgürlüğü derecesine göre belirlenir Etkileşim. Bütün bu değişikliklerin kontrol etmeye kontrol nükleer zincir reaksiyonu gibi bir işlem sağlar.

direkt reaksiyonlar

Hedef çekirdeğini vurur yüklü bir parçacık sadece onu dokunursa, çarpışma süresi nükleer yarıçapı aşmak için hala gereklidir. Bu nükleer reaksiyon direkt olarak adlandırılır. Bu tür tüm reaksiyonlarda ortak bir özelliği serbestlik derecesi, küçük sayıda başlamasıdır. Bu süreçte, ilk çarpışma parçacık nükleer çekimin üstesinden gelmede hala yeterli enerjiye sahip sonra. Örneğin, bu gibi etkileşmeler, elastik olmayan nötron saçılması gibi, değişim şarj ve düzdür. "Toplam enine kesiti" oldukça mutsuz adı karakteristik bu işlemlerin katkısı. Ancak, nükleer reaksiyon geçen ürün dağıtım hattı ışın yönüne açısının emisyonunun olasılığını belirlemek için kuantum sayısı seçiciliği doldurulur durumları ve bunların yapısını belirlemek için.

ön denge emisyon

parçacık ilk çarpışma sonrası nükleer işbirliği alanını terk etmezse, bunun ardışık çarpışmaların bir çağlayan yer alacak. Bu nükleer zincir reaksiyonu denir tam olarak ne aslında. Bunun bir sonucu olarak, bu tür bir durum parçacıkların kinetik enerjisi çekirdek bileşen parçaları arasında dağıtılır. çekirdeğin aynı durum giderek daha karmaşık hale gelecektir. Bazı nükleonun veya enerji odaklanabilir, tüm küme (nükleonların grubu) bu işlem sırasında, bu çekirdekten bir çekirdeği oluşturan emisyonu için yeterlidir. Daha fazla rahatlama, istatistiki bir denge ve bir bileşik çekirdeğinin oluşumu ile sonuçlanacaktır.

zincir reaksiyonları

Bir nükleer zincir reaksiyonu nedir? Bunu oluşturan parçaların Bu dizi. yüklü parçacıklar neden olduğu yani çoklu ardışık tek nükleer reaksiyonlar önceki adımlarda reaksiyon ürünleri olarak görünür. Ne nükleer zincir reaksiyonu denir? Örneğin, birden çok fizyon etkinlik önceki ile elde başlatılmamış Ağır çekirdek, bir fizyon nötronları azalır.

Bir nükleer zincir reaksiyonu Özellikleri

bütün kimyasal reaksiyonlar arasında, bu geniş bir dağıtım zinciri aldı. Kullanılmayan bağlantıları olan parçacıklar, serbest radikallerin ya da atom bir role sahiptirler. Bu işlemde, nükleer zincir reaksiyonu gibi, seyri mekanizması Coulomb bariyer ve bir emilim çekirdeği tahrik nötron sağlar. ortamı, gerekli parçacık görünür, bunun nedeni taşıyıcı parçacıkların kaybına zincir kesilmesi devam edecektir sonraki dönüşümler, bir zincir neden olur.

Neden kayıp taşıyıcı

taşıyıcı parçacıklar, sürekli zincir reaksiyonları kaybı için iki neden vardır. İlk ikincil emisyon işlemi olmadan parçacıkların emilmesidir. İkinci - zinciri süreci destekler madde kapsamında parçacıkları bırakır.

sürecin iki tip

ünitesi, her dönem zincir reaksiyonunda yalnızca parçacık taşıyıcı doğar, daha sonra bu işlem dallanmamış çağrılabilir. Büyük bir ölçekte enerji salınımına neden olamaz. Birçok taşıyıcı parçacıklar vardır, bu dallı bir reaksiyon olarak adlandırılır. dallanma ile nükleer zincir reaksiyonu nedir? İkincil parçacıklar daha önceki yasa alınan bir zincirin önce başlamış devam, ama diğerleri de dallara yeni tepkiler yaratacaktır. Bu süreç mücadele edecek ile süreçler kırılmaya yol açar. Ortaya çıkan durum, belirli kritik ve marjinal bir fenomen ortaya çıkmasına neden olacaktır. Örneğin tamamen yeni zincirleri daha sürekliliği reaksiyon kendi kendine destek imkansız ise. Onu yapay parçacıkların orta istenilen sayıya tanıtan heyecanlandırmak bile, süreç yine de zaman içinde (genellikle oldukça hızlı) söner. Yeni zincirlerin sayısı kopması sayısını aşacaktır ise zincirleme reaksiyon malzemesi boyunca yayılmaya başlar.

kritik durum

Kritik bölge meselesi gelişmiş kendine yeten zincir reaksiyonu ve bu reaksiyon hiç mümkün değildir bölgenin koşul durumlarını ayrılır. Bu parametre, yeni devrelerin sayısına ve olası sonları sayısı arasındaki eşitlik ile karakterize edilir. parçacıksız bir taşıyıcı kritik durumun varlığı kadar liste halinde ana ürün olan "nükleer zincir reaksiyonu koşulları". Bu durumun Başarı olası bir dizi faktöre göre belirlenebilir. Ağır eleman çekirdeğini bölündüğünde tek nötron ile heyecanlı. Bu işlemin bir sonucu olarak, nükleer fizyon bir zincir reaksiyonu gibi, daha fazla nötron vardır. Sonuç olarak, bu işlem, taşıyıcılar ve nötron hareket edecek reaksiyon dallanmış üretebilir. Nötron oranı hızı üreme taşıyıcı parçacıkların telafi edilecektir bölme veya kalkış (kayıp oranı) olmadan yakalar durumunda, zincir reaksiyonu, sabit bir modda devam edecektir. Bu denklem çarpım faktörünü açıklar. durumda, yukarıdaki bire eşittir. Gelen nükleer enerji nedeniyle giriş için olumsuz geribildirim enerji salımının hızı ve çarpma faktörü arasındaki nükleer reaksiyonların kontrolü sağlanabilir. Bu oran birden büyükse, o zaman reaksiyon katlanarak gelişecektir. Nükleer silah kullanılan Kontrolsüz zincirleme reaksiyon.

Enerji sektöründe Nükleer zincir reaksiyonu

Reaktörün tepkime aktif bölgesinde meydana gelir işlemlerin büyük bir sayısı tarafından belirlenir. Bütün bu etkiler, reaktivite adlandırılan katsayısı ile belirlenir. (Grafit, soğutma suyu, uranyum) sıcaklık katsayısı ile karakterize olan, bir nükleer zincir reaksiyonu gibi grafit çubuklar, soğutma suyu veya reaktör ve süzme işleminin şiddeti uranyum reaktivitesinin sıcaklık değişiklikleri, etkisi. iktidar özelliklerinin bir bağımlılık buhar parametrelerinin barometrik göstergelerine göre de bulunmaktadır. başka bir bir eleman dönüştürülmesi gerekli reaktör içinde nükleer reaksiyon muhafaza edilmesi için. bölmek ve bir sonuç olarak, bölme çekirdekleri kalan neden olur, temel parçacıkların bir dizi çürüme kendilerini tahsis edebilir bir maddenin varlığı - Bunun için, dikkate nükleer zincir reaksiyonu akış koşullarını almak gereklidir. Böyle bir madde genellikle uranyum-238, uranyum-235, plütonyum-239 kullanılır gibi. Nükleer zincirin geçişi sırasında bu elemanların Reaksiyon izotopları parçalanır ve iki ya da daha fazla başka kimyasal maddeler oluşturur. Bu işlemde, "gama" ışınları ile radyoterapi, yoğun enerji serbest bırakma olarak adlandırılan yayılan reaksiyonun devam edebilen eylemleri iki ya da üç nötron oluşur. , Yavaş ve hızlı nötronlar arasındaki farkı atom çekirdeği için parçalandı, çünkü bu parçacıklar belirli bir hızda uçmalıdır.