Ядрена верижна реакция. Условия на ядрена верижна реакция

Теорията на относителността твърди, че маса - е специална форма на енергия. От това следва, че е възможно да конвертирате маса в енергия и енергия в маса. На intraatomic ниво, такива реакции се провеждат. По-специално, някои от масата на атомното ядро може да се превърне в енергия. Това се случва по няколко начина. Първо, ядрото може да се разбият на няколко по-малки ядра, тази реакция се нарича "разпадането". На второ място, по-малки ядра могат лесно да се свързват, за да получите по-голям - тази реакция синтез. През вселената, подобни реакции не са рядкост. Достатъчно е да се каже, че реакцията на синтез - източник на енергия за звездите. Но реакцията на разпад, използвана от човечеството да ядрени реактори, тъй като хората са се научили да се контролират тези сложни процеси. Но това, което е ядрена верижна реакция? Как да го управлявате?

Какво се случва в ядрото на атом

Ядрена верижна реакция - процес, работи в сблъсъци на елементарни частици или ядра с други ядра. Защо е "верига"? Този набор от последователни единични ядрени реакции. В резултат на този процес е налице промяна на квантово състояние нуклон и композиция в ядрото, се появи дори и нови частици - продукти от реакцията. Ядрена верижна реакция, физиката на което дава възможност да се изследват механизмите на взаимодействие на ядрата с ядрата и частици - основен метод за получаване на нови елементи и изотопи. За да се разбере верижна реакция, ние първо трябва да се справят със сингъла.

Какво е необходимо за реакция

За да се приложи такъв метод, като верижна реакция ядрена, е необходимо да се събере частиците (основни и нуклон две ядра) на разстояние радиус на силно взаимодействие (приблизително една Ферми). Ако разстоянията са големи, взаимодействието на заредени частици е чисто Кулон. В ядрената реакция в съответствие с всички закони: запазване на енергията, от момента на инерция, барионен заряд. Ядрена верижна реакция е означен със символите A, B, A, D. Символ означава изходен сърцевина, б - падащата частица, с - нови отделяни частици, и г означава получената сърцевина.

енергия на реакцията

ядрената реакция верига може да се осъществи както с абсорбцията и освобождаването на енергия, която е равна на разликата маса от частици след реакцията и преди това. Абсорбираната енергия определя минималната кинетичната енергия на сблъсък, така наречената праг ядрена реакция, в която може да се движи свободно. Този праг зависи от частиците, които участват във взаимодействието, както и на техните характеристики. В началния етап, всички частици са в предварително определено квантово състояние.

взаимодействие на

Основният източник на заредени частици, които бомбардират ядрото е ускорител на частици, който позволява греди на протоните, тежки йони и леки ядра. Бавно неутрони, произведени чрез използване на ядрени реактори. За фиксиране на инциденти заредени частици могат да бъдат използвани различни видове ядрени реакции - както синтез и разпад. Вероятността от тях зависи от параметрите на частиците, които се сблъскват. От тази вероятност е свързана такава характеристика, напречното сечение на реакцията - стойността на ефективната площ, която характеризира сърцевината като мишена за частици инциденти и който е мярка на вероятността от частици, влизащи в ядрото и да си взаимодействат. Ако реакцията се посещава частици с ненулева стойност завъртане, частта е в пряка зависимост от тяхната ориентация. От задната част на входящите частици не са ориентирани изцяло на случаен принцип, и повече или по-подреден начин, всички кръвни телца са поляризирани. Количествено охарактеризиране на въртене ориентирани описва вектор поляризация.

Механизмът на реакцията

Какво е ядрена верижна реакция? Както вече бе споменато, е последователност от прости реакции. Подробности за падащата частица и взаимодействието му с ядрото са зависими от масата, заряда, кинетична енергия. Взаимодействие определя от степента на свобода на ядрата, които са развълнувани, когато сблъсък. Придобиване на контрол върху всички тези механизми позволява процес като контролирания ядрен верижна реакция.

директни реакции

Ако една заредена частица, която удря целевата ядро, просто го докосва, продължителността на сблъсъка все още е необходимо да се преодолее разстоянието радиус ядрена. Това ядрена реакция се нарича директен. Обща характеристика на всички реакции от този тип е започването на малък брой на степените на свобода. В този процес, след първия сблъсък частицата има все пак достатъчно енергия, за да се преодолее ядрената атракция. Например, такива взаимодействия, като нееластичен неутронно разсейване, събират обмен и са прави. Приносът на тези процеси в характеристиката нарича "общо напречно сечение" доста нещастен. Въпреки това, разпределителната линия продукт преминава ядрената реакция за определяне на вероятността за емисия на ъгъл на посоката на лъча, квантово число селективност населена страни и за да се определи тяхната структура.

емисии предварително равновесие

Ако частицата не оставя областта на ядрената сътрудничество след първия сблъсък, той ще бъде включен в каскада от последователни сблъсъци. Това всъщност е точно това, което се нарича ядрена верижна реакция. В резултат на това такава ситуация на кинетичната енергия на частиците се разпределя между съставните части на ядрото. Същият състоянието на атомното ядро постепенно ще стане много по-сложно. По време на този процес в някои нуклон или цяло клъстер (група нуклоните) енергия може да бъде насочена, е достатъчно за емисията на нуклон от ядрото. Освен релаксация ще доведе до статистически равновесие и образуването на съединение ядро.

верижни реакции

Какво е ядрена верижна реакция? Тази последователност на нейните съставни части. Т.е. няколко последователни единични ядрени реакции, причинени от заредени частици се появяват като реакционни продукти в предишните стъпки. Какво се нарича ядрена верижна реакция? Например, делене на тежки ядра, когато множество събития на делене, започнато, получени чрез предишния разпада неутрони.

Характеристики на ядрена верижна реакция

Сред всички химически реакции, е получила широка дистрибуторска верига. Частици с неизползваните връзки изпълняват ролята на свободни радикали или атома. В този процес, тъй като верижна реакция ядрена, механизмът на курса си осигури неутрони, които имат Кулон бариера и възбуждат ядрото от абсорбцията. Ако средата изглежда необходимо частиците, той причинява верига от последващи трансформации, които ще продължат да верига разделяне поради загубата на частиците на носителя.

Защо загубих носител

Има само две причини за загуба на носещите частици непрекъснати верижни реакции. Първият е абсорбцията на частиците без вторичен процес на емисиите. Вторият - напускане на частиците в обхвата на веществото, който поддържа процеса на верига.

Два вида на процеса

Ако устройството е роден единствено частиците носител във всеки период на верижна реакция, след това този процес може да се нарече неразклонен. Тя не може да доведе до освобождаването на енергия в голям мащаб. Ако има много частици на носител, той се нарича разклонена реакция. Какво е ядрена верижна реакция с клонове? Един получен в предишния акт на вторични частици продължават започнало преди веригата, но другите ще създадат нови реакции, които също ще се разклоняват. С този процес ще се състезава процеси да доведе до счупване. Получената ситуация ще доведе до определени критични и маргинално явление. Например, ако на непрекъснатостта на повече от чисто нови вериги, реакционната самостоятелно подкрепа е невъзможно. Дори и да се вълнуват й изкуствено въвеждане в средносрочен желания брой частици на, процесът ще продължи да избледнява с течение на времето (обикновено доста бързо). Ако броят на новите вериги ще надхвърли броя на почивките, верижната реакция ще започне да се разпространява по целия материал.

критично състояние

Критичен област е отделена състояние състояния на материята напреднал самоподдържаща се верижна реакция и региона, където тази реакция не е възможно. Този параметър се характеризира с равенството между броя на новите схеми и броя на възможните прекъсвания. Тъй като наличието на частиците без носител критичното състояние е основният елемент в списък като "условия на верижна реакция ядрена." Постигане на това условие може да се определя от редица възможни фактори. Разделяне тежък елемент ядро е развълнуван от само един неутрон. В резултат на този процес, като верижна реакция на ядрено делене, има повече неутрони. Следователно, този процес може да доведе до реакция разклонена където носители и неутрони ще действат. В случая, когато скоростта на поглъщане на неутрони без разделяне или отклонения (скорост на загуба) ще бъдат компенсирани частици възпроизвеждащи скорост носители, верижната реакция ще продължи в стационарен режим. Това уравнение описва коефициента за умножение. В случай, че тя е равна на единство по-горе. В ядрената енергия е резултат от въвеждането на отрицателна обратна връзка между нивото на отделяне на енергия и този коефициент може да се реализира контрол на ядрени реакции. Ако това съотношение е по-голям от един, а след това реакцията ще се развива експоненциално. Неконтролираното верижна реакция се използва в ядрени оръжия.

Ядрена верижна реакция в енергетиката

Реактивността на реактора се определя от голям брой процеси, които се извършват в неговата активна зона. Всички тези влияния се определят от така наречения коефициент на реактивност. Влияние на температурни промени на графитни пръти, охлаждащи течности или уран реактивност на реактора и интензивността на процеса на филтриране, като например верижна реакция ядрена, характеризиращ се с температурен коефициент (за охлаждаща течност, уран, на графит). Налице е също така зависимостта на характеристиките на сила, според барометричното показатели на парни параметри. За поддържане на ядрената реакция в реактора необходимо превръщане на един елемент на друг. За това е необходимо да се вземат предвид условията на потока на верижна реакция ядрено - присъствието на вещество, което е в състояние да се разделят и да се разпредели от разпад на брой елементарни частици, които, в резултат на това ще доведе до останалата част от ядрата на разделяне. Като такова вещество често се използва уран-238, уран-235, плутоний-239. По време на преминаването на ядрена верижна реакция изотопи на тези елементи ще се разпадат и образуват две или повече други химични вещества. В този процес, се излъчва така наречените "гама" лъчи, интензивно отделяне на енергия, са оформени два или три неутрони способни актове за продължаване на реакцията. Разграничаване между бавни и бързи неутрони, защото, за да ядро атом се разпада, тези частици да летят с определена скорост.