Разлика между подкритична критична и свръхкритична маса

Ключова разлика - субкритична срещу критична срещу свръхкритична маса
 

Подкритична, критична и свръхкритична маса се отнася до количеството маса на делящ се материал, използван при ядрени верижни реакции. Ключовата разлика между субкритичната, критичната и свръхкритичната маса е тази подкритична маса е масата на делящ се материал, която не е достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция, докато критичната маса е масата на делящ се материал, необходима за поддържане на ядрена верижна реакция, а свръхкритичната маса на делящ се материал е масата, която е повече отколкото достатъчно за поддържане на ядрена верижна реакция.

Ядрената верижна реакция е серия от реакции на делене. Ядрената реакция на делене е процесът на освобождаване на неутрон от нестабилно атомно ядро. Когато този освободен неутрон взаимодейства с друг нестабилен изотоп, новият изотоп също претърпява ядрено делене, освобождавайки друг неутрон. По подобен начин се осъществява верига от реакции.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е субкритична маса
3. Какво е критичната маса
4. Какво е свръхкритична маса
5. Паралелно сравнение - субкритична срещу критична срещу свръхкритична маса в таблична форма
6. Резюме

Какво е субкритична маса?

Подкритичната маса е масата на делящ се материал, която не е достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция. За да се инициира верижна реакция на делене, трябва да има минимално необходимо количество маса на делящия се изотоп (известен като критичната маса). Подкритичната маса винаги е по-малко количество от тази на критичната маса; следователно, подкритичната маса на делящ се материал не може да поддържа верижна реакция на делене.

Броят на неутроните, присъстващи в подкритичната маса от делящ се материал, ще намалява експоненциално с времето, тъй като няма достатъчно изотопи, които да могат да освободят повече неутрони, взаимодействайки със съществуващите неутрони.

Какво е критичната маса?

Критичната маса е най-малкото количество маса от делящ се материал, необходимо за поддържане на ядрена верижна реакция. Количеството на критичната маса зависи от ядрените свойства на делящия се материал, плътността, формата и обогатяването на делящия се материал.

Фигура 1: Масата на изотопите определя броя на деленията.

Чистотата на изотопа също е важна за определяне на количеството на критичната маса. Например, ако чистотата е висока, критичната маса е ниска. Външните фактори, които влияят върху стойността на критичната маса, са температурата и околната среда на делящия се материал.

Какво е свръхкритична маса?

Свръхкритичната маса на делящ се материал е масата, която е повече от достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция. Когато в система, имаща верижни реакции на делене, има свръхкритична маса, скоростта на делене ще се увеличава с времето. Това е така, защото вероятността неутрон да взаимодейства с изотопа е много висока, има много изотопи в тази система. Обаче след известно време системата получава равновесно състояние, при което количеството маса е понижено до критичната маса.

Каква е разликата между подкритичната критична и свръхкритична маса?

Субкритична срещу критична срещу свръхкритична маса
Подкритична маса	Подкритичната маса е масата на делящ се материал, която не е достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция.
Критична маса	Критичната маса е най-малкото количество маса от делящ се материал, необходимо за поддържане на ядрена верижна реакция.
Свръхкритична маса	Свръхкритичната маса на делящ се материал е масата, която е повече от достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция.
Количество маса
Подкритична маса	Подкритичната маса е по-малко количество от критичната.
Критична маса	Критичната маса е най-малкото количество маса, необходимо за лансиране на верижна реакция на делене.
Свръхкритична маса	Свръхкритичната маса е по-голямо количество от критичната.
Коефициент на реакция
Подкритична маса	Скоростта на реакцията намалява с времето в присъствието на подкритична маса.
Критична маса	Скоростта на реакцията намалява с времето в присъствието на критична маса.
Свръхкритична маса	Скоростта на реакцията намалява с времето в присъствието на свръхкритична маса.

Обобщение - субкритична критична срещу свръхкритична маса

Ядрената реакция на делене може да инициира няколко последващи деления, което води до създаването на верижни реакции на делене. Въз основа на количеството маса, необходимо за прогресията и за поддържане на верижна реакция, има три типа маси, наречени подкритична маса, критична маса и свръхкритична маса. Ключовата разлика между подкритичната критична и свръхкритична маса е, че подкритичната маса е масата на делящ се материал, която не е достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция, докато критичната маса е масата на делящ се материал, необходима за поддържане на ядрена верижна реакция и свръхкритична маса на делящ се материал е масата, която е повече от достатъчна за поддържане на ядрена верижна реакция.

справка:

1. "Критична маса." Уикипедия, Фондация Уикимедия, 31 март 2018 г., достъпна тук.
2. "Какво е критичната маса?" Innovateus.net, наличен тук.

С любезност на изображенията:

1. „Критична маса“ (Public Domain) чрез Wikimedia на Commons