Sự khác biệt chính - Phản ứng dây chuyền được kiểm soát và không được kiểm soát
Sự khác biệt chính giữa phản ứng dây chuyền được kiểm soát và không được kiểm soát là các phản ứng dây chuyền được kiểm soát không dẫn đến bất kỳ hiệu ứng bùng nổ nào trong khi các phản ứng dây chuyền không được kiểm soát dẫn đến giải phóng năng lượng bùng nổ.
Các thuật ngữ phản ứng dây chuyền có kiểm soát và phản ứng dây chuyền không kiểm soát được thảo luận về hóa học hạt nhân. Phản ứng dây chuyền hạt nhân xảy ra khi một phản ứng hạt nhân gây ra sự tiến triển của một số phản ứng hạt nhân khác sau đó. Những phản ứng dây chuyền này giải phóng một lượng năng lượng rất cao.
Phản ứng dây chuyền được kiểm soát là gì?
Phản ứng dây chuyền có kiểm soát là một chuỗi các phản ứng hạt nhân diễn ra sau đó trong các điều kiện được kiểm soát. Chúng ta hãy hiểu khái niệm này bằng cách sử dụng phản ứng phân hạch hạt nhân làm ví dụ. Một chuỗi phản ứng phân hạch diễn ra khi một nơtron và một đồng vị phân hạch tương tác với nhau. Sự tương tác này gây ra sự giải phóng một số neutron từ hạt nhân phân hạch. Các neutron được giải phóng này có thể tương tác với các đồng vị phân hạch khác và gây ra sự khởi đầu của các phản ứng phân hạch tiếp theo. Khi những phản ứng này được kiểm soát và điều chỉnh thích hợp, nó được gọi là phản ứng dây chuyền có kiểm soát. Các phản ứng phân hạch có kiểm soát có thể được thực hiện với sự có mặt của người điều hành.
Nhà máy điện hạt nhân sử dụng các phản ứng dây chuyền có kiểm soát. Ở đó, các phản ứng dây chuyền được kiểm soát bằng cách kiểm soát tốc độ phản ứng hạt nhân. Các phản ứng dây chuyền có kiểm soát có thể dễ dàng chuyển thành dạng không kiểm soát. Các phản ứng có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh lượng nguyên liệu ban đầu được sử dụng (đồng vị phân hạch). Ví dụ, nếu lượng Uranium được sử dụng nhiều, thì tốc độ phản ứng cũng sẽ cao vì khi đó xác suất một neutron tương tác với một đồng vị phân hạch là cao. Khi đó phản ứng trở nên không thể kiểm soát được. Ngoài ra, bằng cách điều chỉnh thời gian của phản ứng, một chuỗi phản ứng hạt nhân có thể được thực hiện thành một phản ứng có kiểm soát. Khi giảm thời gian phản ứng, xác suất của một neutron tương tác với một đồng vị phân hạch là thấp. Sau đó, phản ứng có thể dễ dàng được kiểm soát.
Phản ứng dây chuyền không được kiểm soát là gì?
Phản ứng dây chuyền không được kiểm soát là một chuỗi các phản ứng hạt nhân diễn ra sau đó, nhưng không trong các điều kiện được kiểm soát. Do đó, một phản ứng dây chuyền không được kiểm soát có thể trở nên rất dễ bùng nổ. Đó là bởi vì những phản ứng này có thể giải phóng một lượng năng lượng rất cao tại một thời điểm.
Hình 01: Phản ứng dây chuyền không được kiểm soát
Ví dụ, đồng vị phóng xạ Uranium-235 có thể trải qua quá trình phân hạch hạt nhân và giải phóng neutron từ từ. Một đồng vị giải phóng một lúc ba nơtron. Ba neutron này có thể phản ứng với ba đồng vị Uranium-235 khác giải phóng 9 neutron (3 neutron trên mỗi đồng vị). Tương tự như vậy, phản ứng dây chuyền sẽ tiến triển và giải phóng một lượng năng lượng rất cao. Những phản ứng dây chuyền hạt nhân không được kiểm soát này được sử dụng trong bom hạt nhân.
Sự khác biệt giữa Phản ứng dây chuyền được kiểm soát và không được kiểm soát là gì?
Phản ứng dây chuyền được kiểm soát và không được kiểm soát |
|
| Phản ứng dây chuyền có kiểm soát là một chuỗi các phản ứng hạt nhân diễn ra sau đó trong các điều kiện được kiểm soát. | Phản ứng dây chuyền không được kiểm soát là một chuỗi các phản ứng hạt nhân diễn ra sau đó, nhưng không trong các điều kiện được kiểm soát. |
| Thành phần | |
| Phản ứng dây chuyền có kiểm soát được thực hiện với sự có mặt của người điều hành. | Phản ứng dây chuyền không kiểm soát được thực hiện mà không có người kiểm duyệt. |
| Biện pháp Kiểm soát | |
| Phản ứng dây chuyền hạt nhân được chuyển đổi thành phản ứng dây chuyền có kiểm soát thông qua việc điều chỉnh lượng đồng vị phân hạch có mặt, giảm thời gian phản ứng và sử dụng chất điều tiết. | Phản ứng dây chuyền không kiểm soát được không có biện pháp kiểm soát. |
| Ứng dụng | |
| Phản ứng dây chuyền có kiểm soát được sử dụng trong các nhà máy điện hạt nhân để tạo ra điện. | Phản ứng dây chuyền không kiểm soát được sử dụng trong bom hạt nhân. |
Tóm tắt - Phản ứng dây chuyền có kiểm soát và không kiểm soát
Phản ứng dây chuyền hạt nhân có thể được tìm thấy chủ yếu liên quan đến phản ứng phân hạch hạt nhân. sự phân hạch hạt nhân là sự phá vỡ hạt nhân nguyên tử không bền. Sự khác biệt giữa phản ứng dây chuyền được kiểm soát và không được kiểm soát là các phản ứng dây chuyền được kiểm soát không dẫn đến bất kỳ hiệu ứng bùng nổ nào trong khi các phản ứng dây chuyền không được kiểm soát dẫn đến giải phóng năng lượng bùng nổ.
