الفرق الرئيسي - الكتلة الحرجة مقابل الحرجة مقابل الكتلة الحرجة
الكتلة دون الحرجة والحرجة وفوق الحرجة تشير إلى كمية كتلة المادة الانشطارية المستخدمة في سلسلة التفاعلات النووية. الفرق الرئيسي بين الكتلة دون الحرجة والحرجة وفوق الحرجة هو أن الكتلة دون الحرجة هي كتلة المادة الانشطارية التي لا تكفي للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل بينما الكتلة الحرجة هي كتلة المادة الانشطارية المطلوبة للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل ، و الكتلة فوق الحرجة للمادة الانشطارية هي الكتلة التي تكون أكثر من كافية للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل.
سلسلة التفاعلات النووية هي سلسلة من التفاعلات الانشطارية. تفاعل الانشطار النووي هو عملية إطلاق نيوترون من نواة ذرية غير مستقرة. عندما يتفاعل هذا النيوترون المنطلق مع نظير آخر غير مستقر ، فإن النظير الجديد يخضع أيضًا للانشطار النووي ، ويطلق نيوترونًا آخر. وبالمثل ، تحدث سلسلة من التفاعلات.
ما هي الكتلة الحرجة؟
الكتلة دون الحرجة هي كتلة المادة الانشطارية التي لا تكفي لاستمرار تفاعل نووي متسلسل. من أجل بدء تفاعل تسلسلي انشطاري ، يجب أن يكون هناك حد أدنى مطلوب من الكتلة للنظير الانشطاري (المعروف باسم الكتلة الحرجة). تكون الكتلة دون الحرجة دائمًا أقل من كتلة الكتلة الحرجة ؛ لذلك ، فإن الكتلة دون الحرجة للمادة الانشطارية لا يمكنها تحمل سلسلة تفاعل الانشطار.
عدد النيوترونات الموجودة في الكتلة الحرجة للمواد الانشطارية سينخفض بشكل كبير مع مرور الوقت لأنه لا توجد نظائر كافية قادرة على إطلاق المزيد من النيوترونات من خلال التفاعل مع النيوترونات الموجودة.
ما هي الكتلة الحرجة؟
الكتلة الحرجة هي أصغر كمية من كتلة المادة الانشطارية المطلوبة للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل. تعتمد كمية الكتلة الحرجة على الخصائص النووية للمادة الانشطارية وكثافتها وشكلها وإثرائها.
الشكل 1: كتلة النظائر تحدد عدد الانشطار.
نقاوة النظير مهم أيضًا في تحديد مقدار الكتلة الحرجة. على سبيل المثال ، إذا كانت درجة النقاء عالية ، فإن الكتلة الحرجة منخفضة. العوامل الخارجية التي تؤثر على قيمة الكتلة الحرجة هي درجة الحرارة ومحيط المادة الانشطارية.
ما هي الكتلة الحرجة؟
الكتلة فوق الحرجة للمادة الانشطارية هي الكتلة التي تكون أكثر من كافية للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل.عندما تكون هناك كتلة فوق حرجة في نظام به تفاعلات سلسلة الانشطار ، سيزداد معدل الانشطار بمرور الوقت. هذا لأن احتمال تفاعل النيوترون مع النظير مرتفع للغاية ، فهناك العديد من النظائر الموجودة في هذا النظام. ومع ذلك ، بعد مرور بعض الوقت ، يحصل النظام على حالة توازن يتم فيها خفض كمية الكتلة إلى الكتلة الحرجة.
ما هو الفرق بين الكتلة الحرجة والكتلة فوق الحرجة؟
دون الحرجة مقابل الكتلة الحرجة مقابل الكتلة الحرجة |
|
| الكتلة الحرجة | الكتلة دون الحرجة هي كتلة المادة الانشطارية التي لا تكفي لاستمرار تفاعل نووي متسلسل. |
| الكتلة الحرجة | الكتلة الحرجة هي أصغر كمية من كتلة المادة الانشطارية المطلوبة للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل. |
| الكتلة الحرجة | الكتلة الحرجة للمواد الانشطارية هي الكتلة التي تكون أكثر من كافية للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل. |
| مقدار الكتلة | |
| الكتلة الحرجة | الكتلة الحرجة أقل من الكتلة الحرجة |
| الكتلة الحرجة | الكتلة الحرجة هي أصغر كمية من الكتلة المطلوبة لبدء تفاعل سلسلة الانشطار. |
| الكتلة الحرجة | الكتلة الحرجة أعلى من الكتلة الحرجة |
| معدل رد الفعل | |
| الكتلة الحرجة | يتناقص معدل التفاعل بمرور الوقت في وجود كتلة تحت الحرجة. |
| الكتلة الحرجة | يتناقص معدل التفاعل مع الوقت في وجود الكتلة الحرجة. |
| الكتلة الحرجة | يتناقص معدل التفاعل مع الوقت في وجود كتلة فوق الحرجة. |
ملخص - الكتلة الحرجة مقابل الكتلة الحرجة
يمكن أن يؤدي تفاعل الانشطار النووي إلى العديد من الانشطارات اللاحقة التي تؤدي إلى إنشاء تفاعلات سلسلة الانشطار. بناءً على كمية الكتلة المطلوبة للتقدم وللحفاظ على تفاعل متسلسل ، هناك ثلاثة أنواع من الكتل تسمى الكتلة الحرجة والكتلة الحرجة والكتلة فوق الحرجة. الفرق الرئيسي بين الكتلة الحرجة دون الحرجة والكتلة فوق الحرجة هو أن الكتلة دون الحرجة هي كتلة المادة الانشطارية التي لا تكفي للحفاظ على تفاعل نووي متسلسل بينما الكتلة الحرجة هي كتلة المادة الانشطارية المطلوبة لتفاعل نووي متسلسل مستدام وكتلة فوق حرجة من مادة انشطارية هي الكتلة التي تكفي لاستمرار تفاعل نووي متسلسل.
