Jedrske verižne reakcije. Pogoji za jedrske verižne reakcije

Teorija relativnosti pravi, da masa - je posebna oblika energije. Iz tega sledi, da je mogoče pretvoriti maso v energijo in energijo v maso. Na intraatomic ravni, takšne reakcije potekajo. Še posebej, nekateri maso atomskega jedra se lahko tudi spremeni v energijo. To se zgodi na več načinov. Prvič, jedro lahko zlomijo v več manjših jeder, je ta reakcija imenuje "propad". Drugič, lahko manjše jedrca zlahka povezati, da bi dobili večji - to sintezo reakcijo. V vesolju, takšne reakcije niso redke. Dovolj je reči, da fuzijski reakciji - vir energije za zvezde. Toda reakcijo razpada človeštvo uporablja jedrski reaktorji,

Kaj se zgodi v jedru atoma

Jedrska verižna reakcija - postopek teče v trkih osnovnih delcev in jedra z drugimi jeder. Zakaj je "veriga"? Ta niz zaporednih posameznih jedrskih reakcijah. Kot rezultat tega procesa pa je sprememba kvantne državne nukleona in kompozicije v jedru, se pojavijo tudi nove delce - proizvodov reakcije. Jedrska verižna reakcija, je fizika, ki vam omogoča, da razišče mehanizme interakcije jeder z jedri in delci - glavni način za pridobivanje novih elementov in izotopov. Da bi razumeli verižno reakcijo, moramo najprej obravnavati z singl.

Kaj je potrebno za reakcijo

Za izvedbo takega postopka, kot jedrske verižne reakcije, je treba združiti delce (jedro in nukleona dva jedra) na polmera roba močne interakcije (Približno Fermi). Če so razdalje velike, interakcija nabitih delcev je zgolj Coulomb. V jedrski reakciji, v skladu z vsemi zakoni: ohranjanje energije, v trenutku zagona, BARION brezplačno. jedrske verižne reakcije je označena s simboli A, B, A, D. Simbol označuje začetno jedro, b - delec onesnaženju s - novo emitiranih delcev, in d označuje nastalega jedro.

energija reakcije

Jedrska verižna reakcija lahko poteka z obema absorpcijo in sproščanje energije, ki je enaka masi razliko delcev po reakciji in pred njo. Absorbirana energija določa najmanjše kinetično energijo trka, tako imenovani prag jedrske reakcije, pri kateri se lahko prosto teče. Ta prag je odvisen od delcev, ki sodelujejo v interakciji, in na njihove značilnosti. V začetni fazi, vsi delci so v vnaprej določenem kvantni stanju.

reagiranje

Glavni vir nabitih delcev, ki bombardirajo jedro je pospeševalnik delcev, ki zagotavlja žarke protonov, težkih ionov in lahkih jeder. Počasne nevtronov proizvedena z uporabo jedrskih reaktorjev. Za pritrditev incidenta nabitih delcev se lahko uporabijo različne vrste jedrske reakcije - tako sintezo in propadanje. Verjetnost od njih je odvisna od parametrov delcev, ki pridejo navzkriž. S to verjetnost povezan take lastnosti, prečni prerez reakcije - vrednost efektivne območja, ki je značilna za sredico kot tarče za delce vpadne in ki je merilo za verjetnost delci vstopajo jedro in interakcijo. Če je reakcija udeležilo delce z neničelno spin vrednosti, oddelek je neposredno odvisna od njihove usmerjenosti. Ker so obramba vhodnih delcev ni usmerjena popolnoma naključno, in bolj ali manj pravilen način, vsi krvnimi celicami so polarizirana. Kvantitativna karakterizacija-spin usmerjeno opisuje polarizacije vektor.

Reakcijsko mehanizem

Kaj je jedrsko verižno reakcijo? Kot smo že omenili, da je zaporedje enostavnejših reakcij. Podrobnosti o delca dogodkom in njeno interakcijo z jedrom so odvisna od mase, brezplačno, kinetične energije. Interakcija s stopnjo svobode jeder, ki so navdušeni, ko je trčenje določena. Pridobitev nadzora nad vsemi temi mehanizmi omogoča postopek, kot je nadzorovano jedrsko verižno reakcijo.

neposredne reakcije

Če nabit delec, ki idealno ciljno jedro, samo dotakne, trajanje trka je še treba premagati razdaljo jedrsko radij. Ta jedrska reakcija se imenuje neposredno. Skupna značilnost vseh tovrstne presnove je začetek majhnega števila prostostnih stopenj. V tem procesu, potem ko je prva trčenja delcev še vedno dovolj energije za premagovanje jedrske privlačnost. Na primer, take interakcije, kot neelastično nevtronskega sipanja, zaračuna izmenjavo, in so naravnost. Prispevek teh procesov v karakteristiki imenuje "skupni presek" precej nesrečen. Vendar distribucijo izdelkov vod poteka jedrske reakcije za določanje verjetnosti emisije smeri žarka kota, kvantna števila, selektivnost poseljena stanj ter za določitev njihove strukture.

emisij pred ravnotežje

Če se delec ne zapusti področje jedrskem sodelovanju po prvem trku, bo vključen v kaskado zaporednih trkov. To je pravzaprav točno to, kar se imenuje jedrsko verižno reakcijo. Kot rezultat, tak položaj kinetična energija delcev se razdeli med sestavnih delov jedra. Isti stanje jedra bo postopoma postala veliko bolj zapletena. Pri tem na neki nukleona ali celotni skupini (skupina nukleonov) energijo lahko usmerjeni, zadostuje za emisijo v nukleona iz jedra. Dodatne sprostitev se bo odražalo v statističnem ravnotežju in oblikovanje sestavljenega jedra.

verižne reakcije

Kaj je jedrsko verižno reakcijo? To zaporedje njegovih sestavnih delov. Tj več zaporednih enojni jedrske reakcije z nabitih delcev povzroča prikazani kot reakcijskih produktov v predhodnih korakih. Kaj se imenuje jedrsko verižno reakcijo? Na primer, cepitev težkih jeder, ko je začet več dogodkov cepitvenih pridobljenih s prejšnjo razpade nevtrone.

Značilnosti jedrske verižne reakcije

Med vsemi kemičnih reakcij, ki jih ta prejela široko distribucijsko verigo. Delci z neuporabljenih povezav izpolniti vlogo prostih radikalov ali atomov. V tem procesu, kot jedrske verižne reakcije, mehanizem njenega seveda zagotovi nevtronov, ki imajo Coulombov pregrado in vzbujanje jedra ob absorpcije. Če se medij potrebne delca, povzroči verigo kasnejših transformacijah, ki bodo še naprej verige delitve zaradi izgube delcev nosilca.

Zakaj izgubil nosilec

Obstajata samo dva razloga za izgubo nosilnih delcev stalno verižne reakcije. Prvi je absorpcija delcev brez sekundarnega postopka emisij. Drugi - zaustavi delce v področje uporabe snovi, ki podpira proces verige.

Dve vrsti postopka

Če je enota rodil izključno delcev nosilca v vsakem obdobju verižno reakcijo, potem lahko ta proces se imenuje nerazvejenega. To ne more voditi do sproščanja energije v velikem obsegu. Če obstaja veliko nosilni delci, se imenuje razvejen reakcijo. Kaj je jedrsko verižno reakcijo s razvejane? Ena je prejela v prejšnjem aktu sekundarnih delcev še naprej začeli pred verigi, ampak ostali bodo ustvarili nove reakcije, ki bo tudi podružnico ven. V ta proces se bo konkurenčni procesi vodijo k okvaram. Nastala situacija, bodo podlaga za posebno nujno in mejni pojav. Na primer, če je kontinuiteta več kot zgolj novih verig, reakcija self-podpora je nemogoče. Tudi če navdušile ji umetno uvaja v srednje želeno število delcev, bo proces še vedno zbledi s časom (ponavadi precej hitro). Če se bo število novih verig presega število prelomov, bo verižna reakcija začela širiti po vsem materialu.

kritično stanje

Kritična regija ločenem stanju stanja materije naprednih samozadostna verižno reakcijo in na območju, kjer je ta reakcija ni mogoče sploh. Ta parameter je značilna enakost med številom novih krogov in število možnih prelomov. Kot prisotnosti delcev brez nosilnega kritičnem stanju je glavni element v seznamu kot "pogojih jedrske verižne reakcije." Doseganje tega pogoja se lahko določi več možnih dejavnikov. jedrska cepitev težka element poganja samo en nevtron. Kot rezultat tega procesa, kot verižni reakciji jedrske cepitve, obstaja več nevtronov. Posledično lahko ta proces proizvodi razvejen reakcija kjer bodo nosilci in nevtronov deluje. V primeru, ko je stopnja vzdržijo ujame brez (stopnji izgube) oddelka ali odhodov se povrne reprodukcijske hitrosti nosilne delce, bo verižna reakcija nadaljuje v mirujočem stanju. Ta enačba opisuje multiplikator. V primeru, da je enaka ena zgoraj. jedrska energija z uvedbo negativnih povratnih informacij med stopnjo energetske sproščanja in multiplikatorjem se lahko realizira nadzor jedrskih reakcij. Če je to razmerje večje od ena, potem bo reakcija razvija eksponentno. Nekontroliranega odklona uporablja pri jedrskega orožja.

jedrske verižne reakcije v energetskem sektorju

Reaktivnost reaktorja je odvisna od številnih procesov, ki potekajo v svojem aktivnem območju. Vsi ti vplivi so določena s tako imenovano koeficient reaktivnosti. Vpliv temperaturnih sprememb grafitnih palic, hladilnim sredstvom in reaktivnost urana reaktorja in intenzivnosti procesa precejanja kot je jedrske verižne reakcije, označen s koeficientom temperature (za hladilno tekočino, urana, grafita). Obstaja tudi odvisnost značilnosti moči, po katerem barometrični kazalcev parametri pare. Za vzdrževanje jedrske reakcije v reaktorju je potrebno pretvorbo enega elementa v drugega. Za to je treba upoštevati razmere toka v jedrske verižne reakcije - prisotnosti snovi, ki se lahko razdeli in se dodelijo od razpada številnih osnovnih delcev, ki bo posledično povzroči ostale delitve jeder. Ker je taka snov pogosto uporablja uran-238, uran-235, plutonij-239. Med prehodom jedrskega verigi reakcijski izotopi teh elementov razpadejo in tvorijo dva ali več drugih kemičnih snovi. Pri tem se sproščajo tako imenovane "gama" -rays, intenzivna sproščanjem energije, tvorjena iz dveh ali treh nevtronov, ki lahko deluje za nadaljevanje reakcije. Razlikovati je treba med počasnimi in hitrimi nevtroni, ker da bi atoma jedra razpadla, bi morali ti delci letijo na določeni hitrosti.