Řetězová reakce jaderné. Podmínky jaderné řetězové reakce

Teorie relativity říká, že hmota - je speciální forma energie. Z toho vyplývá, že je možné přeměnit hmotu v energii a energie do hmoty. Na vnitroatomové úrovni, tyto reakce probíhají. Zejména některé hmotnosti atomového jádra se může také obrátit na energii. To se děje v několika směrech. Za prvé, může být jádro rozdělit do několika menších jader, tato reakce se nazývá „kolaps“. Za druhé, menší jádra lze snadno připojit k získání větší - tento syntézní reakce. Ve vesmíru, tyto reakce nejsou neobvyklé. Postačí, když řeknu, že fúzní reakce - zdroj energie pro hvězdy. Ale reakce rozpadu používá lidstvo do jaderných reaktorů, protože lidé se naučili kontrolovat tyto složité procesy. Ale co je jaderná řetězová reakce? Jak to dokázal?

Co se stane v jádře atomu

Nukleární řetězová reakce - proces běží ve srážkách elementárních částic nebo jádra s dalšími jádry. Proč je „řetěz“? Tato sada po sobě jdoucích jednotlivých jaderných reakcí. V důsledku tohoto procesu dojde ke změně kvantového stavu nukleonu a složení v jádře se objevují i nové částice - produktů reakce. Nukleární řetězová reakce, fyzika, který umožňuje zkoumat mechanismy interakce jader s jádry a částic - primární způsob výroby nových prvků a izotopů. Aby bylo možné pochopit řetězovou reakci, musíme se nejprve vypořádat s singlu.

Co je potřeba pro reakci

Za účelem provedení tohoto způsobu, jako je nukleární řetězová reakce, je nutné spojit částice (jádro a nukleonové dvou jader) ve vzdálenosti poloměru silné interakce (přibližně jeden Fermiho). Jestliže vzdálenosti jsou velké, interakce nabitých částic je čistě Coulomb. V oblasti jaderné reakce, v souladu se všemi zákony: zachování energie, k momentu hybnosti, baryonového poplatku. Nukleární řetězová reakce je označen symboly A, B, A, D. Symbol A znamená výchozí jádro, b - dopadající částice, se - nová emitovaných částic, a d značí výsledné jádro.

energie reakce

Jaderné řetězové reakce se může provádět jak s absorpci a uvolnění energie, která se rovná rozdílu hmotností částic po reakci a před ním. Absorbovaná energie určuje minimální kinetickou energii nárazu, tak zvanou mezní jadernou reakci, ve které se může volně proudit. Tato prahová hodnota je závislá na částice, které se podílejí na interakci, a na jejich vlastnostech. V počáteční fázi, všechny částice jsou v předem stanoveném kvantovém stavu.

reakcí

Hlavním zdrojem nabitých částic, které bombardují jádro je urychlovač částic, který umožňuje paprsky protonů, těžkých iontů a lehkých jader. Pomalými neutrony vyrábějí použitím jaderných reaktorů. Pro upevnění dopadajících nabitých částic mohou být použity různé typy jaderných reakcí - jak syntézu a rozklad. Pravděpodobnost z nich závisí na parametrech částic, které kolidují. Z toho pravděpodobnost je spojena takovou vlastnost, že průřez reakce - hodnota efektivní plochy, která charakterizuje jádro jako cíl pro dopadající částice, a který je mírou pravděpodobnosti částice vstupu do jádra a komunikovat. V případě, že reakce se účastní částice s nenulovou hodnotu spin, část je přímo závislá na jejich orientaci. Vzhledem k tomu, zadní z příchozích částice nejsou orientovány zcela náhodně, a více nebo méně uspořádaně, všechny částečky jsou polarizované. Kvantitativní charakterizace spin-orientované popisuje polarizační vektor.

Mechanismus reakce

Co je to nukleární řetězová reakce? Jak již bylo zmíněno, že je sekvence jednodušších reakcí. Podrobnosti o dopadající částice a jeho interakce s jádrem jsou závislé na hmotnosti, náboje, kinetickou energií. Interakce určována podle stupně volnosti jader, které jsou nadšeni, když ke kolizi. Ovládnutí všech těchto mechanismů umožňuje proces, jako je řízené nukleární řetězovou reakci.

přímé reakce

Pokud se nabitá částice, která zasáhne cílovou jádro, to jen dotkne, doba srážky je třeba ještě překonat vzdálenost jaderného poloměru. Tato jaderná reakce se nazývá přímá. Společným znakem všech reakcích tohoto typu je iniciace malý počet stupňů volnosti. V tomto procesu, po první srážce částic má stále dostatek energie k překonání jaderné přitažlivost. Například, takové interakce, jako nepružný rozptylu neutronů, nabíjení výměnu, a jsou rovné. Podíl takových procesů v charakteristice názvem „celkový průřez“ docela mizerně. Nicméně distribuce linie procházející jaderné reakce k určení pravděpodobnosti emise úhlu směru paprsku, kvantových čísel selektivity naplněna stavů a pro stanovení jejich struktury.

emise předem rovnováha

V případě, že částice se v oblasti jaderné spolupráce nezanechává po první kolizi, bude zapojen do kaskády po sobě jdoucích kolize. To je vlastně přesně to, co se nazývá nukleární řetězová reakce. Výsledkem je, že taková situace kinetická energie částic se rozdělí mezi konstrukčními částmi jádra. Ten samý stav jádra se postupně stane mnohem složitější. Během tohoto procesu se v určitém nukleonu nebo celé klastru (skupina nukleonů) energie může být zaměřena, je dostačující pro emisi nukleon od jádra. Dále relaxace bude mít za následek statistické rovnováhy a vytvoření složeného jádra.

řetězové reakce

Co je to nukleární řetězová reakce? Tento sled jeho součástí. Tj více po sobě následujících jednotlivé jaderné reakce způsobené nabitých částic zobrazí jako reakčních produktů v předchozích krocích. To, co se nazývá nukleární řetězová reakce? Například, rozdělení těžkých jader, kdy inicioval více událostí štěpení získat předchozí rozkládá neutronů.

Vlastnosti jaderné řetězové reakce

Ze všech chemických reakcí obdržel rozsáhlou distribuční řetězec. Částice s nevyužitých připojení plnit roli volných radikálů a atomů. V tomto procesu, jako je nukleární řetězové reakce, mechanismus jeho samozřejmě poskytovat neutrony, které mají bariéru Coulombova rozrušit jádro na absorpci. Objeví-li se médium potřebné částice, způsobuje řetězec následných transformací, které budou nadále štěpení řetězců v důsledku ztráty částic nosiče.

Proč ztratil dopravce

Existují pouze dva důvody pro ztrátu nosných částic reakčních nekonečného řetězu. První z nich je absorpce částic bez sekundárního procesu emisí. Druhý - opuštění částic v rozsahu látky, která podporuje proces řetězu.

Dva typy procesu

Je-li jednotka rodí výhradně částic nosiče v každém období řetězové reakci, potom může být tento proces nazývá nerozvětvený. To nemůže vést k uvolnění energie ve velkém měřítku. Pokud existuje mnoho částic nosiče, to je nazýváno rozvětvený reakce. Co je to nukleární řetězová reakce s větví? Cena jedné přijaté v předchozím aktem sekundárních částic pokračovat v započaté před řetězce, ale ostatní budou vytvářet nové reakce, které budou zároveň rozšířit. S Tento proces bude soutěžit procesy vedou k rozbití. Vzniklá situace bude vyvolávat specifickou kritickou a okrajový jev. Například, v případě, že kontinuita větší než pouze nové řetězce, self-podpora reakce je nemožné. I v případě, rozrušit ji uměle zavádí do média požadovaný počet částic, bude proces stále slábnout v průběhu doby (obvykle poměrně rychle). Je-li počet nových řetězců bude vyšší než počet přestávek, bude řetězová reakce začne šířit po celém materiálu.

kritický stav

Kritická oblast je oddělena kondiční skupenstvích pokročilého soběstačného řetězovou reakci a oblasti, kde tato reakce není vůbec možné. Tento parametr je charakteristický rovnosti počtu nových okruhů a počet možných přestávek. Jako přítomnosti bez částic nosiče kritického stavu je hlavní položkou v seznamu jako „podmínky jaderné řetězové reakce.“ Dosažení tohoto stavu lze stanovit řadou možných faktorů. Dělení těžkého prvku jádro je buzen pouze jeden neutron. Jako výsledek tohoto procesu, jako řetězová reakce jaderného štěpení, existuje více neutronů. V důsledku toho, tento proces může zcela rozvětvený reakce, kde nosiče a neutrony bude působit. V případě, kdy je rychlost neutronu zachytí bez dělení nebo odjezdové (ztrátovosti) bude kompenzován částice nosiče reprodukční rychlosti, bude řetězová reakce probíhat ve stacionárním režimu. Tato rovnice popisuje násobení. V případě, že je roven jednotce výše. V jaderné energie v důsledku zavedení negativní zpětné vazby mezi rychlostí uvolňování energie a násobení lze realizovat řízení jaderné reakce. Jestliže je tento poměr větší než jedna, potom se reakce se rozvíjet exponenciálně. Nekontrolovaná používá v jaderných zbraní řetězová reakce.

jaderné řetězové reakce v energetice

Reaktivita reaktoru je určena velkým počtem procesů, které probíhají v aktivní zóně. Všechny tyto vlivy jsou určeny takzvané koeficientu reaktivity. Vliv změny teploty grafitových tyčí, chladicích nebo uranu reaktivity reaktoru a intenzitě procesu filtrace, jako je nukleární řetězovou reakci, vyznačující se teplotním koeficientem (pro chladicí kapaliny, uranu, grafitu). K dispozici je také závislost charakteristik výkonu, v závislosti na barometrickém ukazatelů parametry páry. Pro udržení jaderné reakce v reaktoru potřebnou konverzi jednoho prvku do druhého. K tomu je třeba vzít v úvahu podmínky toku jaderného řetězovou reakci - za přítomnosti látky, která je schopna rozdělit a přidělí se z rozpadu řady elementárních částic, které v důsledku toho způsobí, že zbytek divize jader. Jako taková látka se často používá uran-238, uran-235, plutonium-239. Během průchodu nukleární řetězová reakce izotopy těchto prvků se rozpadne a tvoří dvě nebo více jiných chemických látek. V tomto procesu, to je vysílán tak zvané „gama“ -rays, intenzivní uvolňování energie, jsou vytvořeny dvě nebo tři neutrony schopné působí tak, že pokračovat v reakci. Rozlišovat mezi pomalými a rychlými neutrony, protože aby jádře atomu se rozpadla, tyto částice by měly letět při určité rychlosti.