Reazzjoni katina nukleari. Kondizzjonijiet tar-reazzjoni katina nukleari

It-teorija ta 'Relatività jgħid li l-massa - hija forma speċjali ta' l-enerġija. Minn dan isegwi li huwa possibbli li jikkonvertu massa fil-enerġija u l-enerġija fis-massa. Fuq livell intraatomic, reazzjonijiet bħal dawn iseħħu. B'mod partikolari, xi wħud mill-massa tal-nukleu atomiku tista 'ukoll jduru fis-enerġija. Dan jiġri f'diversi modi. L-ewwel, il-qalba tista ikissru f'numru ta nuklei iżgħar, din ir-reazzjoni huwa msejjaħ "il-kollass". It-tieni nett, qlub iżgħar jistgħu faċilment jgħaqqdu biex tikseb akbar - din ir-reazzjoni sintesi. Fl-univers, reazzjonijiet bħal dawn mhumiex komuni. Biżżejjed ngħid li r-reazzjoni ta 'fużjoni - sors ta' enerġija għall-istilel. Iżda r-reazzjoni ta 'tħassir użati mill-bniedem biex reatturi nukleari, kif in-nies tgħallmu biex jikkontrollaw dawn il-proċessi kumplessi. Imma dak li hu reazzjoni katina nukleari? Kif immexxu dan?

X'jiġri fil-nukleu ta 'atomu

reazzjoni katina nukleari - proċess li jibda fil-kolliżjonijiet ta 'partiċelli elementari jew nuklei ma nuklei oħra. Għaliex huwa "katina"? Dan is-sett ta 'reazzjonijiet nukleari wieħed sekwenzjali. Bħala riżultat ta 'dan il-proċess hemm bidla ta' nucleon istat quantum u l-kompożizzjoni fit-għadma, jidher partiċelli anki ġodda - prodotti tar-reazzjoni. reazzjoni katina nukleari, il-fiżika li tippermetti li inti biex tesplora l-mekkaniżmi ta 'interazzjoni tal-nuklei mal-nuklei u partiċelli - l-metodu primarju għall-produzzjoni ta' elementi ġodda u isotopi. Sabiex wieħed jifhem r-reazzjoni katina, irridu l-ewwel tittratta l-wieħed.

Dak li huwa meħtieġ għal reazzjoni

Sabiex jiġu implimentati tali proċess, ir-reazzjoni katina nukleari, huwa meħtieġ li jinġiebu flimkien l-partiċelli (qalba u nucleon żewġ qlub) bid-distanza ta 'raġġ ta' interazzjoni b'saħħitha (madwar wieħed Fermi). Jekk id-distanzi huma kbar, l-interazzjoni ta 'partiċelli ċċarġjati hija purament Coulomb. Fir-reazzjoni nukleari, f'konformità mal-liġijiet kollha: konservazzjoni ta 'enerġija, l-mument ta' momentum, ħlas baryon. reazzjoni katina nukleari hija murija bil-simboli ta ', b, a, d. Simbolu ta 'jiddenota qalba bidu, b - il-partiċelli inċident, ma - a partikuli emessi ġodda, u d tindika l-qalba li jirriżulta.

enerġija tar-reazzjoni

Ir-reazzjoni nukleari katina tista 'sseħħ kemm mal-assorbiment u r-rilaxx ta' enerġija, li huwa daqs id-differenza massa ta 'partiċelli wara r-reazzjoni u quddiemha. L-enerġija assorbita jiddetermina l-enerġija kinetika minimu ta 'kolliżjoni, l-hekk imsejħa limitu reazzjoni nukleari li bih jista tgħaddi liberament. Dan il-limitu jiddependi fuq il-partiċelli li jipparteċipaw fl-interazzjoni, u fuq il-karatteristiċi tagħhom. Fl-istadju inizjali, partikoli kollha huma fi stat quantum predeterminat.

tirreaġixxi

Is-sors prinċipali ta 'partiċelli ċċarġjati li bombard-nukleu hija l- aċċelleratur tal-partiċelli, li tippermetti raġġi ta' protoni, jonji tqal u nuklei dawl. newtroni Slow prodott ġewwa l-użu ta 'reatturi nukleari. Għall-iffissar tal-partiċelli inċident mitluba jistgħu jintużaw diversi tipi ta 'reazzjonijiet nukleari - kemm il sinteżi u tħassir. Il-probabilità minnhom tiddependi fuq il-parametri tal-partiċelli li jikkonfliġġu. Minn din il-probabbiltà hija assoċjata tali karatteristika, il-cross section tar-reazzjoni - il-valur tal-erja effettiva li tikkaratterizza l-qalba bħala mira għall-partikoli inċident u li hija miżura tal-probabbiltà ta 'partiċelli li jidħlu fil-nukleu u jinteraġixxu. Jekk ir-reazzjoni huwa segwit partiċelli b'valur spin nonzero, it-taqsima hija direttament dipendenti fuq l-orjentament tagħhom. Peress li l-dahar tal-partikoli li deħlin mhumiex orjentati kompletament bl-addoċċ, u b'mod aktar jew anqas ordinat, l-corpuscles huma polarizzat. karatterizzazzjoni kwantitattiva tal-orjentati spin jiddeskrivi l-vector polarizzazzjoni.

Il-mekkaniżmu ta 'reazzjoni

X'inhu reazzjoni katina nukleari? Kif diġà msemmi, huwa sekwenza ta 'reazzjonijiet aktar sempliċi. Dettalji tal-partiċelli inċident u l-interazzjoni tagħha mal-qalba huma dipendenti fuq il-massa, ħlas, enerġija kinetika. Interazzjoni determinat mill-grad ta 'libertà tad-nuklei, li huma eċċitati meta ħabta. Li jinkiseb kontroll fuq dawn il-mekkaniżmi kollha tippermetti għal proċess bħal reazzjoni katina nukleari kkontrollata.

reazzjonijiet diretti

Jekk partiċelli ċċarġjati li hits-nukleu mira, biss tmissu, it-tul tal-kolliżjoni għadu meħtieġ li jingħelbu d-distanza raġġ nukleari. Din ir-reazzjoni nukleari tissejjaħ dirett. Karatteristika komuni għar-reazzjonijiet kollha ta 'dan it-tip huwa l-bidu ta' numru żgħir ta 'gradi ta' libertà. F'dan il-proċess, wara l-ewwel partiċella ħabta għandha enerġija xorta biżżejjed biex jingħelbu l-attrazzjoni nukleari. Per eżempju, dawn l-interazzjonijiet, bħala l-tifrix tan-newtroni inelastika, ħlas skambju, u huma dritti. Il-kontribuzzjoni ta 'dawn il-proċessi fil-karatteristika imsejjaħ "taqsima totali trasversali" pjuttost miserable. Madankollu, il-linja distribuzzjoni tal-prodott tgħaddi reazzjoni nukleari biex tiddetermina l-probabbiltà ta 'emissjoni ta' l-angolu tad-direzzjoni raġġ, numri quantum selettività popolati stati u biex jiddeterminaw l-istruttura tagħhom.

emissjoni qabel il-ekwilibriju

Jekk il-partiċella ma jħallix il-qasam tal-kooperazzjoni nukleari wara l-ewwel ħabta, se jkun involut fil kaskata ta 'ħabtiet suċċessivi. Dan huwa attwalment eżattament dak li huwa msejjaħ il-reazzjoni katina nukleari. Bħala riżultat, tali sitwazzjoni l-enerġija kinetika tal-partikoli titqassam fost il-partijiet komponenti tal-qalba. L-istess stat tal-nukleu gradwalment ser issir ħafna aktar ikkumplikat. Matul dan il-proċess f'xi nucleon jew grupp kollu (grupp ta 'nucleons)-enerġija jistgħu jkunu ffukati, huwa biżżejjed li l-emissjoni ta' nucleon mill-nukleu. Aktar laxkar se jirriżulta fi ekwilibriju istatistika u l-formazzjoni ta 'nukleu kompost.

reazzjonijiet ta 'katina

X'inhu reazzjoni katina nukleari? Din is-sekwenza ta 'partijiet kostitwenti tagħha. Ie reazzjonijiet waħda konsekuttivi multipli nukleari kkawżata minn partiċelli ċċarġjati jidhru bħala prodotti ta 'reazzjoni fl-istadji ta' qabel. Dak li jissejjaħ reazzjoni katina nukleari? Per eżempju, fissjoni ta 'nuklei tqal, meta l-avvenimenti fissjoni multipli mibdija miksuba mill preċedenti jiddegrada newtroni.

Karatteristiċi ta 'reazzjoni katina nukleari

Fost l-reazzjonijiet kimiċi kollha li rċeviet katina tad-distribuzzjoni wiesa '. Partiċelli bil-konnessjonijiet mhux użati jaqdu r-rwol ta 'radikali ħielsa jew atomi. F'dan il-proċess, ir-reazzjoni katina nukleari, il-mekkaniżmu ta 'kors tiegħu jipprovdi newtroni li għandhom il-barriera Coulomb u eċitati l-nukleu fuq assorbiment. Jekk il-mezz jidher partiċelli meħtieġ, tkun tikkawża katina ta 'trasformazzjonijiet sussegwenti, li se jkomplu separazzjoni katina minħabba t-telf tal-partikoli trasportatur.

trasportatur Għaliex mitlufa

Hemm biss żewġ raġunijiet għat-telf ta 'partiċelli trasportatur reazzjonijiet katina kontinwi. L-ewwel hija l-assorbiment tal-partikoli mingħajr proċess emissjoni sekondarja. It-tieni - li jħallu l-partikoli fl-ambitu tas-sustanza li jappoġġja l-proċess katina.

Żewġ tipi ta 'proċess

Jekk l-unità titwieled trasportatur partiċelli biss f'kull reazzjoni katina perjodu, allura dan il-proċess jista 'jissejjaħ unbranched. Ma jista 'jwassal għar-rilaxx ta' enerġija fuq skala kbira. Jekk ikun hemm frak trasportatur ħafna, huwa msejjaħ reazzjoni ramifikata. X'inhu reazzjoni katina nukleari ma fergħat? Wieħed riċevuti fl-att preċedenti ta 'partiċelli sekondarji tkompli nbdiet qabel katina, iżda l-oħrajn se toħloq reazzjonijiet ġodda li se fergħa wkoll. Ma 'dan il-proċess se jkunu qed jikkompetu proċessi jwasslu għall-ksur. -Sitwazzjoni li tirriżulta ser tagħti lok għal fenomenu kritika u marġinali speċifiku. Per eżempju, jekk il-kontinwità ta 'aktar minn ktajjen purament ġodda, ir-reazzjoni awto-appoġġ huwa impossibbli. Anki jekk eċitati tagħha artifiċjalment introduzzjoni fil-numru medju mixtieq ta 'partiċelli, il-proċess xorta se fade maż-żmien (normalment pjuttost malajr). Jekk in-numru ta 'katini ġodda se jaqbeż in-numru ta' waqfiet, ir-reazzjoni katina se tibda jinfirxu madwar l-materjal.

istat kritiku

Reġjun kritiku huwa separat istati kondizzjoni ta awtosostenibbli reazzjoni katina kwistjoni avvanzati u r-reġjun fejn din ir-reazzjoni ma jkunx possibbli għal kollox. Dan il-parametru huwa kkaratterizzat mill-ugwaljanza bejn in-numru ta 'ċirkwiti ġodda u n-numru ta' waqfiet possibbli. Peress li l-preżenza tat-trasportatur istat kritiku bla partiċelli huwa l-punt prinċipali f'lista bħala "kondizzjonijiet tar-reazzjoni katina nukleari." Kisba ta 'din il-kundizzjoni tista' tiġi determinata minn numru ta 'fatturi possibbli. Diviż nukleu element tqil eċċitati bl newtroni wieħed biss. Bħala riżultat ta 'dan il-proċess, bħala reazzjoni katina tal-fissjoni nukleari, hemm aktar newtroni. Konsegwentement, dan il-proċess jista 'jipproduċi branched reazzjoni meta t-trasportaturi u newtroni se jaġixxu. Fil-każ fejn ir-rata ta 'newtroni captures diviżjoni jew tluq (rata ta' telf) mingħajr ser jiġu kkumpensati partiċelli trasportatur riproduzzjoni veloċità, ir-reazzjoni katina se tipproċedi fil-modalità wieqfa. Din l-ekwazzjoni jiddeskrivi l-fattur ta 'multiplikazzjoni. Fil-każ huwa ugwali għal unità ta 'hawn fuq. Fil enerġija nukleari minħabba l-introduzzjoni ta 'feedback negattiv bejn ir-rata tar-rilaxx enerġija u l-fattur ta' multiplikazzjoni jistgħu jiġu realizzati kontroll tar-reazzjonijiet nukleari. Jekk dan il-proporzjon huwa akbar minn wieħed, allura r-reazzjoni se tiżviluppa b'mod esponenzjali. reazzjoni b'katina mhux kontrollata użat f'armi nukleari.

reazzjoni katina nukleari fis-settur ta

Il-reattività tar-reattur huwa determinat minn numru kbir ta 'proċessi li jseħħu fiż-żona attiva tiegħu. Kollha dawn l-influwenzi huma determinati bil-koeffiċjent hekk imsejħa ta 'reattività. Influwenza ta 'bidliet fit-temperatura ta' vireg tal-grafita, coolants jew reattività uranju tar-reattur u l-intensità tal-proċess ta 'perkolazzjoni bħal reazzjoni katina nukleari, ikkaratterizzati mill-koeffiċjent tat-temperatura (għall-likwidu li jkessaħ, uranju, fuq il-grafita). Hemm ukoll dipendenza tal-karatteristiċi tal-poter skont indikaturi barometriċi ta 'parametri fwar. Biex jinżamm il-reazzjoni nukleari fir-reattur meħtieġ konverżjoni element wieħed għal ieħor. Għal dan huwa meħtieġ li jitqiesu l-kondizzjonijiet tal-fluss tar-reazzjoni katina nukleari - il-preżenza ta 'sustanza li huwa kapaċi li jaqsam u jallokaw ruħhom mill-tħassir ta' numru ta 'partiċelli elementari li, bħala konsegwenza, se tikkawża l-bqija tal-qlub diviżjoni. Bħala tali sustanza spiss jintuża uranju-238, uranju-235, plutonju-239. Matul il-passaġġ tal-katina nukleari isotopi reazzjoni ta 'dawn l-elementi se jiddiżintegraw u l-forma tnejn jew aktar sustanzi kimiċi oħra. F'dan il-proċess, huwa emess hekk imsejħa "gamma" -rays, ta 'rilaxx enerġija intensiva, huma ffurmati żewġ jew tliet newtroni atti kapaċi li jkomplu r-reazzjoni. Distinzjoni bejn newtroni bil-mod u malajr, għaliex sabiex nukleu atomu tal ddiżintegrat, dawn il-partiċelli għandu jtiru b'veloċità ċerta.