Sự khác biệt chính - Khối lượng dưới tới hạn so với trọng yếu và siêu tới hạn
Khối lượng tới hạn, tới hạn và siêu tới hạn dùng để chỉ khối lượng của một vật liệu phân hạch được sử dụng trong chuỗi phản ứng hạt nhân. Sự khác biệt cơ bản giữa khối lượng tới hạn, tới hạn và siêu tới hạn là khối lượng dưới tới hạn là khối lượng của vật liệu phân hạch không đủ để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân trong khi khối lượng tới hạn là khối lượng của vật liệu phân hạch cần thiết để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân, và khối lượng siêu tới hạn của vật liệu phân hạch là khối lượng quá đủ để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân.
Phản ứng dây chuyền hạt nhân là một chuỗi các phản ứng phân hạch. Phản ứng phân hạch hạt nhân là quá trình giải phóng một nơtron từ một hạt nhân nguyên tử không bền. Khi neutron được giải phóng này tương tác với một đồng vị không ổn định khác, đồng vị mới cũng trải qua quá trình phân hạch hạt nhân, giải phóng một neutron khác. Tương tự, một chuỗi phản ứng diễn ra.
Khối lượng dưới tới hạn là gì?
Khối lượng dưới tới hạn là khối lượng của một vật liệu phân hạch không đủ để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân. Để bắt đầu một chuỗi phản ứng phân hạch, cần có một lượng khối lượng tối thiểu cần thiết của đồng vị phân hạch (được gọi là khối lượng tới hạn). Khối lượng dưới tới hạn luôn nhỏ hơn khối lượng tới hạn; do đó, khối lượng dưới tới hạn của vật liệu phân hạch không thể duy trì phản ứng dây chuyền phân hạch.
Số lượng neutron có trong một khối lượng dưới tới hạn của vật liệu phân hạch sẽ giảm theo cấp số nhân theo thời gian vì không có đủ đồng vị có thể giải phóng nhiều neutron hơn bằng cách tương tác với các neutron hiện có.
Khối lượng quan trọng là gì?
Khối lượng tới hạn là khối lượng nhỏ nhất của vật liệu phân hạch cần thiết để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân. Lượng khối lượng tới hạn phụ thuộc vào đặc tính hạt nhân của vật liệu phân hạch, mật độ, hình dạng và độ giàu của vật liệu phân hạch.
Hình 1: Khối lượng của các đồng vị xác định số lượng phân hạch.
Độ tinh khiết của đồng vị cũng rất quan trọng trong việc xác định lượng khối lượng tới hạn. Ví dụ, nếu độ tinh khiết cao, khối lượng tới hạn thấp. Các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến giá trị của khối lượng tới hạn là nhiệt độ và môi trường xung quanh của vật liệu phân hạch.
Khối lượng Siêu tới hạn là gì?
Khối lượng siêu tới hạn của vật liệu phân hạch là khối lượng quá đủ để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân. Khi có khối lượng siêu tới hạn trong một hệ có chuỗi phản ứng phân hạch, tốc độ phân hạch sẽ tăng lên theo thời gian. Điều này là do xác suất của một neutron tương tác với đồng vị là rất cao, có rất nhiều đồng vị hiện diện trong hệ thống đó. Tuy nhiên, sau một thời gian, hệ thống đạt được trạng thái cân bằng tại đó khối lượng đã được hạ xuống khối lượng tới hạn.
Sự khác biệt giữa khối lượng tới hạn dưới tới hạn và khối lượng siêu tới hạn là gì?
Khối lượng dưới tới hạn so với khối lượng quan trọng và khối lượng siêu tới hạn |
|
| Khối lượng dưới tới hạn | Khối lượng dưới tới hạn là khối lượng của một vật liệu phân hạch không đủ để duy trì một chuỗi phản ứng hạt nhân. |
| Khối lượng quan trọng | Khối lượng tới hạn là khối lượng nhỏ nhất của vật liệu phân hạch cần thiết để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân. |
| Khối lượng siêu tới hạn | Khối lượng siêu tới hạn của vật liệu phân hạch là khối lượng quá đủ để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân. |
| Lượng Thánh lễ | |
| Khối lượng dưới tới hạn | Khối lượng dưới tới hạn là một lượng nhỏ hơn khối lượng tới hạn. |
| Khối lượng quan trọng | Khối lượng tới hạn là khối lượng nhỏ nhất cần thiết để bắt đầu phản ứng dây chuyền phân hạch. |
| Khối lượng siêu tới hạn | Khối lượng siêu tới hạn là một lượng lớn hơn khối lượng tới hạn. |
| Tỷ lệ phản ứng | |
| Khối lượng dưới tới hạn | Tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian khi có khối lượng dưới tới hạn. |
| Khối lượng quan trọng | Tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian khi có khối lượng tới hạn. |
| Khối lượng siêu tới hạn | Tốc độ phản ứng giảm dần theo thời gian khi có khối lượng siêu tới hạn. |
Tóm tắt - Khối lượng nhỏ tới hạn so với khối lượng siêu tới hạn
Một phản ứng phân hạch hạt nhân có thể bắt đầu một số lần phân hạch tiếp theo dẫn đến việc tạo ra chuỗi phản ứng phân hạch. Dựa trên lượng khối lượng cần thiết cho sự tiến triển và để duy trì phản ứng dây chuyền, có ba loại khối lượng được đặt tên là khối lượng tới hạn, khối lượng tới hạn và khối lượng siêu tới hạn. Sự khác biệt cơ bản giữa khối lượng tới hạn dưới tới hạn và khối lượng siêu tới hạn là khối lượng dưới tới hạn là khối lượng của vật liệu phân hạch không đủ để duy trì phản ứng dây chuyền hạt nhân trong khi khối lượng tới hạn là khối lượng của vật liệu phân hạch cần thiết cho phản ứng dây chuyền hạt nhân duy trì và khối lượng siêu tới hạn của một vật liệu phân hạch là khối lượng quá đủ để duy trì một chuỗi phản ứng hạt nhân.
