تفاعل نووي متسلسل. شروط تفاعل نووي متسلسل

وتقول النظرية النسبية أن كتلة - هو شكل خاص من أشكال الطاقة. ويستنتج من ذلك أنه من الممكن تحويل الكتلة إلى طاقة والطاقة إلى كتلة. على مستوى intraatomic، هذه التفاعلات تحدث. على وجه الخصوص، بعض من كتلة النواة الذرية قد تتحول إلى طاقة. يحدث هذا في عدة طرق. أولا، جوهر قد تفريق في عدد من نوى أصغر، وهذا ما يسمى رد فعل "انهيار". ثانيا، يمكن حبات أصغر الاتصال بسهولة للحصول على أكبر - وهذا رد فعل التوليف. في الكون، مثل ردود الفعل هذه ليست غير شائعة. ويكفي أن نقول أن تفاعل الاندماج - مصدر للطاقة للنجوم. ولكن رد الفعل من تسوس استخدامها من قبل البشر إلى المفاعلات النووية، حيث أن الناس قد تعلموا على السيطرة على هذه العمليات المعقدة. ولكن ما هو تفاعل نووي متسلسل؟ كيفية التعامل معه؟

ماذا يحدث في نواة الذرة

سلسلة من ردود الفعل النووية - وهي عملية تعمل في اصطدام الجسيمات الأولية أو نوى مع النوى الأخرى. لماذا هو "سلسلة"؟ هذه مجموعة من التفاعلات النووية واحدة متسلسلة. ونتيجة لهذه العملية هو هناك تغيير في النيوكليون الدولة الكم والتكوين في النواة، وتظهر جزيئات حتى جديدة - المنتجات من رد الفعل. سلسلة من ردود الفعل النووية، وفيزياء والذي يسمح لك لاستكشاف آليات تفاعل نواة مع نواة وجسيمات - الوسيلة الرئيسية لإنتاج العناصر والنظائر جديدة. من أجل فهم سلسلة من ردود الفعل، يجب علينا أولا التعامل مع احد.

ما هو مطلوب لرد فعل

من أجل تنفيذ هذه العملية، كما تفاعل نووي متسلسل، لا بد من الجمع بين الجسيمات (الأساسية والنيوكليون اثنين من النوى) على مسافة نصف قطرها من التفاعل القوي (ما يقرب من فيرمي). إذا كانت مسافات كبيرة، وتفاعل الجسيمات المشحونة هو محض كولوم. في التفاعل النووي، في الامتثال لجميع القوانين: الحفاظ على الطاقة، لحظة من الزخم، تهمة باريون. يرمز تفاعل نووي متسلسل من رموز أ، ب، أ، د. رمز ليدل على بدء الأساسية، ب - الجسيمات الحادث، مع - جزيئات المنبعثة جديدة، ود يدل على جوهر الناتجة.

الطاقة من رد فعل

التفاعل النووي سلسلة يمكن أن يحدث مع كل من امتصاص وإطلاق الطاقة، والتي تساوي الفرق الشامل للجسيمات بعد رد الفعل وقبل ذلك. تحدد الطاقة الممتصة الحد الأدنى من الطاقة الحركية للاصطدام، وهو ما يسمى التفاعل النووي العتبة التي يمكن أن تتدفق بحرية. هذه العتبة تعتمد على الجسيمات التي تشارك في التفاعل، وعلى خصائصها. في المرحلة الأولى، جميع الجزيئات في حالة الكم سلفا.

الرد

المصدر الرئيسي للجسيمات مشحونة قصف النواة هو مسرع الجسيمات، التي تسمح أشعة من البروتونات، والأيونات الثقيلة والنوى الخفيفة. النيوترونات البطيئة أنتجت من خلال استخدام المفاعلات النووية. لإصلاح الجسيمات المشحونة الحادث يمكن أن تستخدم أنواع مختلفة من التفاعلات النووية - كل من التوليف والاضمحلال. احتمال منهم يعتمد على المعلمات من الجزيئات التي تتصادم. من هذا الاحتمال يرتبط هذا الخاصية، المقطع العرضي للتفاعل - قيمة منطقة فعالة الذي يميز جوهر كهدف للجسيمات الحادث والذي هو مقياس لاحتمال الجزيئات التي تدخل نواة والتفاعل. إذا حضر رد فعل جزيئات بقيمة تدور غير صفرية، قسم تعتمد اعتمادا مباشرا على ميولهم. منذ الجزء الخلفي من الجسيمات واردة لا المنحى بشكل عشوائي تماما، وبطريقة أكثر أو أقل منظم، كل كريات مستقطبة. التوصيف الكمي للالموجهة تدور يصف ناقلات الاستقطاب.

آلية رد الفعل

ما هو تفاعل نووي متسلسل؟ كما سبق ذكره، بل هو سلسلة من ردود الفعل أبسط. تفاصيل الحادث الجسيم وتفاعله مع جوهر تعتمد على الكتلة، وتهمة، والطاقة الحركية. التفاعل تحددها درجة من حرية النوى، والتي هي متحمس عند حدوث تصادم. السيطرة على كل هذه الآليات يسمح لعملية من هذا القبيل كما تسيطر سلسلة من ردود الفعل النووية.

ردود الفعل المباشرة

إذا الجسيمات المشحونة التي تضرب نواة الهدف، فقط اللمسات عليه، ومدة الاصطدام لا يزال ضروريا للتغلب على مسافة نصف قطرها النووية. وهذا ما يسمى التفاعل النووي مباشرة. والقاسم المشترك لجميع ردود الفعل من هذا النوع هو الشروع في عدد قليل من درجات الحرية. في هذه العملية، بعد أول تصادم الجسيمات ديه طاقة لا يزال كافية للتغلب على جاذبية النووي. على سبيل المثال، هذه التفاعلات، كما تشتت النيوترونات غير مرن، تهمة الصرف، وهي على التوالي. مساهمة مثل هذه العمليات في خاصية "مجموع المقطع العرضي" بائسة جدا يسمى. ومع ذلك، فإن خط توزيع المنتجات يمر التفاعل النووي لتحديد احتمال انبعاث زاوية الاتجاه شعاع، أرقام الكم الانتقائية بالسكان الدول وتحديد هيكلها.

الانبعاثات قبل التوازن

إذا لم الجسيمات ترك مجال التعاون النووي بعد الاصطدام الأول، فإنه سوف تشارك في سلسلة من الاصطدامات المتتالية. هذا هو في الواقع بالضبط ما يسمى تفاعل نووي متسلسل. ونتيجة لذلك، مثل هذه الحالة يتم توزيع الطاقة الحركية للجزيئات بين الأجزاء المكونة للنواة. سيصبح نفسها دولة النواة تدريجيا أكثر تعقيدا بكثير. وخلال هذه العملية في بعض النيوكليون أو مجموعة كاملة (مجموعة من نويات) الطاقة يمكن أن تركز، فإنه يكفي لانبعاث نكليون من النواة. ومزيد من الاسترخاء يؤدي إلى التوازن الإحصائي وتشكيل نواة المجمع.

سلسلة من ردود الفعل

ما هو تفاعل نووي متسلسل؟ هذه السلسلة من الأجزاء المكونة لها. تظهر أي متعددة التفاعلات النووية واحدة متتالية الناجمة عن الجسيمات المشحونة كما نواتج التفاعل في الخطوات السابقة. ما يسمى تفاعل نووي متسلسل؟ على سبيل المثال، انشطار نواة ثقيلة، عندما بادرت الأحداث الانشطار متعددة حصلت عليها سابقة يضمحل النيوترونات.

ملامح تفاعل نووي متسلسل

ومن بين جميع التفاعلات الكيميائية التي تلقتها سلسلة توزيع واسعة. الجسيمات مع الاتصالات غير المستخدمة تفي دور الجذور الحرة أو الذرات. في هذه العملية، كما تفاعل نووي متسلسل، وآلية مسارها توفر النيوترونات التي لديها حاجز كولوم وإثارة نواة على الاستيعاب. إذا ظهر المتوسطة الجسيمات ضروريا، فإنه يؤدي إلى سلسلة من التحولات اللاحقة، والتي سوف تستمر لانفصال سلسلة بسبب فقدان جزيئات الناقل.

الناقل لماذا خسر

لا يوجد سوى اثنين أسباب فقدان جسيمات حاملة سلسلة من ردود الفعل مستمرة. الأول هو امتصاص الجسيمات دون عملية الانبعاث الثانوية. والثاني - ترك الجزيئات في نطاق المادة التي تدعم عملية السلسلة.

وهناك نوعان من عملية

إذا ولدت وحدة الناقل الجسيمات فقط في كل سلسلة من ردود الفعل الفترة، ثم هذه العملية يمكن أن يسمى غير متفرع. لا يمكن أن يؤدي إلى إطلاق طاقة على نطاق واسع. إذا كان هناك العديد من جسيمات حاملة، ويسمى رد فعل متفرعة. ما هو تفاعل نووي متسلسل مع المتفرعة؟ واحدة تلقى في القانون السابق من الجسيمات الثانوية لا تزال بدأت قبل السلسلة، ولكن الآخرين سوف تخلق ردود فعل جديدة من شأنها أن فرع أيضا. مع أن هذه العملية سوف تتنافس العمليات تؤدي إلى الكسر. فإن الوضع الناجم تؤدي إلى ظاهرة خطيرة وهامشية محددة. على سبيل المثال، إذا كانت الاستمرارية أكثر من سلاسل جديدة بحتة، والدعم الذاتي رد فعل أمر مستحيل. حتى لو تثير لها تقديم مصطنع في عدد المتوسطة المرجوة من الجسيمات، فإن عملية لا تزال تتلاشى مع مرور الزمن (عادة بسرعة جدا). وإذا كان عدد من السلاسل الجديدة سوف يتجاوز عدد فواصل، وسوف تبدأ سلسلة من ردود الفعل لنشر جميع أنحاء المواد.

حالة حرجة

يتم فصل منطقة حرجة دول حالة من الاكتفاء الذاتي سلسلة من ردود الفعل المتقدم المسألة والمنطقة حيث رد الفعل هذا غير ممكن على الإطلاق. تتميز هذه المعلمة التي كتبها المساواة بين عدد من الدوائر الجديدة وعدد من الاعفاءات الممكنة. عن وجود الناقل حالة حرجة خالية من الجسيمات هو العنصر الرئيسي في قائمة باسم "شروط تفاعل نووي متسلسل." تحقيق هذا الشرط يمكن تحديد عدد من العوامل المحتملة. تقسيم نواة العنصر الثقيلة هو متحمس من قبل نيوترون واحد فقط. ونتيجة لهذه العملية، وسلسلة من ردود الفعل من الانشطار النووي، وهناك المزيد من النيوترونات. وبناء على ذلك، فإن هذه العملية قد تنتج تشعبت رد فعل حيث الناقلين والنيوترونات سوف تعمل. في الحالة التي يكون فيها معدل النيوترون يلتقط دون تقسيم أو المغادرين (معدل الخسارة) سيتم تعويض جسيمات حاملة سرعة التكاثر، فإن سلسلة من ردود الفعل المضي قدما في وضع ثابت. توضح هذه المعادلة عامل الضرب. في حال تساوي الوحدة أعلاه. في الطاقة النووية بسبب إدخال من ردود الفعل السلبية بين معدل إطلاق الطاقة ومعامل الضرب يمكن أن تتحقق السيطرة على التفاعلات النووية. إذا كانت هذه النسبة أكبر من واحد، ثم رد الفعل سوف تتطور باطراد. سلسلة من ردود الفعل غير المنضبط المستخدمة في الأسلحة النووية.

تفاعل نووي متسلسل في قطاع الطاقة

يتم تحديد التفاعل من المفاعل من قبل عدد كبير من العمليات التي تجري في المنطقة النشطة. يتم تحديد كل هذه التأثيرات من قبل ما يسمى معامل التفاعل. تأثير التغيرات في درجات الحرارة من قضبان الجرافيت والمبردات أو التفاعل اليورانيوم في مفاعل وحدة عملية الترشيح مثل تفاعل نووي متسلسل، والتي تتميز معامل درجة الحرارة (عن المبرد، واليورانيوم، على الجرافيت). وهناك أيضا اعتماد خصائص القوة، وفقا لمؤشرات للمزاج العام من المعلمات البخار. للحفاظ على التفاعل النووي في المفاعل الضروري تحويل عنصر واحد إلى آخر. لهذا فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار الظروف تدفق تفاعل نووي متسلسل - وجود مادة التي هي قادرة على تقسيم وتخصيص أنفسهم من تسوس عدد من الجسيمات الأولية التي، نتيجة لذلك، سوف تتسبب في بقية النوى الانقسام. في كثير من الأحيان يستخدم مثل مادة اليورانيوم 238 واليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239. أثناء مرور سلسلة النووية النظائر رد فعل هذه العناصر سوف تتفكك وتشكيل اثنين أو أكثر من المواد الكيميائية الأخرى. في هذه العملية، يتم خروجه يسمى "جاما" -rays، وإطلاق الطاقة الكثيفة، وتشكل اثنين أو ثلاثة نيوترونات أعمال قادرة على الاستمرار في رد الفعل. التمييز بين النيوترونات البطيئة والسريعة، لأنه من أجل نواة الذرة تفككت، ينبغي أن تكون هذه الجسيمات تطير بسرعة معينة.