Ключова разлика – контролирана срещу неконтролирана верижна реакция
Ключовата разлика между контролираните и неконтролираните верижни реакции е, че контролираните верижни реакции не водят до никакви експлозивни ефекти, докато неконтролираните верижни реакции водят до експлозивно освобождаване на енергия.
Термините контролирани верижни реакции и неконтролирани верижни реакции се обсъждат в ядрената химия. Верижна ядрена реакция възниква, когато една ядрена реакция предизвика прогресиране на някои други ядрени реакции впоследствие. Тези верижни реакции освобождават много голямо количество енергия.
Какво е контролирана верижна реакция?
Контролираната верижна реакция е верига от ядрени реакции, протичащи впоследствие при контролирани условия. Нека разберем тази концепция, използвайки реакциите на ядрено делене като пример. Верижна реакция на делене протича, когато неутрон и делящ се изотоп взаимодействат един с друг. Това взаимодействие причинява освобождаването на някои неутрони от делящото се ядро. Тези освободени неутрони могат да взаимодействат с други делящи се изотопи и да предизвикат започване на последващи реакции на делене. Когато тези реакции се контролират и регулират правилно, това се нарича контролирана верижна реакция. Контролираните реакции на делене могат да се извършват в присъствието на модератори.
Атомните електроцентрали използват контролирани верижни реакции. Там верижните реакции се контролират чрез контролиране на скоростта на ядрените реакции. Контролираните верижни реакции могат лесно да се превърнат в неконтролирана форма. Реакциите могат да се контролират чрез регулиране на количеството на използвания изходен материал (делящ се изотоп). Например, ако използваното количество уран е високо, тогава скоростта на реакцията също ще бъде висока, защото тогава вероятността неутрон да взаимодейства с делящ се изотоп е висока. Тогава реакцията става неконтролируема. Освен това чрез регулиране на времето на реакцията ядрената верижна реакция може да се превърне в контролирана реакция. Когато времето за реакция се намали, вероятността неутрон да взаимодейства с делящ се изотоп е ниска. Тогава реакцията може лесно да се контролира.
Какво е неконтролирана верижна реакция?
Неконтролираната верижна реакция е верига от ядрени реакции, които протичат впоследствие, но не при контролирани условия. Следователно една неконтролирана верижна реакция може да стане силно експлозивна. Това е така, защото тези реакции могат да освободят много голямо количество енергия наведнъж.
Фигура 01: Неконтролирана верижна реакция
Например, радиоактивният изотоп уран-235 може да претърпи ядрено делене, освобождавайки бавно неутрони. Един изотоп освобождава три неутрона наведнъж. Тези три неутрона могат да реагират с три други изотопа на уран-235, освобождавайки 9 неутрона (3 неутрона на всеки изотоп). По същия начин верижната реакция ще напредне и ще освободи много голямо количество енергия. Тези неконтролирани ядрени верижни реакции се използват в ядрени бомби.
Каква е разликата между контролирана и неконтролирана верижна реакция?
Контролирана срещу неконтролирана верижна реакция |
|
| Контролираната верижна реакция е верига от ядрени реакции, протичащи впоследствие при контролирани условия. | Неконтролираната верижна реакция е верига от ядрени реакции, които протичат впоследствие, но не при контролирани условия. |
| Компоненти | |
| Осъществява се контролирана верижна реакция в присъствието на модератори. | Провежда се неконтролирана верижна реакция в отсъствието на модератори. |
| Контролни мерки | |
| Ядрената верижна реакция се превръща в контролирана верижна реакция чрез регулиране на количеството налични делящи се изотопи, намаляване на времето за реакция и използване на модератори. | Неконтролираната верижна реакция няма мерки за контрол. |
| Приложения | |
| Контролираните верижни реакции се използват в атомните електроцентрали за генериране на електричество. | В ядрените бомби се използват неконтролирани верижни реакции. |
Обобщение – Контролирана срещу неконтролирана верижна реакция
Ядрените верижни реакции могат да бъдат намерени главно по отношение на реакциите на ядрено делене. ядреното делене е разпадането на нестабилно атомно ядро. Разликата между контролираните и неконтролираните верижни реакции е, че контролираните верижни реакции не водят до никакви експлозивни ефекти, докато неконтролираните верижни реакции водят до експлозивно освобождаване на енергия.
