Question

Ответить на вопросы: 1)Почему критическая масса может быть различной для одного и того же ядерного топлива?2)Почему в природных залежах урана не происходят цепные реакции?3)Какая величина характеризует развитие цепной реакции?4)Что называют критической массой?​

Answer 1

1)Все дело в тех нескольких свободных электронах, которые вылетают из «разбомбленного» атомного ядра, они в свою очередь так же, столкнувшись с другими ядрами, вызовут их деление. По той же причине не получилось и создать сверхмощные атомные заряды из урана или других радиоактивных металлов.

2)Для того, чтобы хватало нейтронов от распада и плотности мишеней нужна так называемая критическая масса.

Для урана-235 эта масса составляет 50кг.

К сожалению в природе такой критической массы не встречается. Приходится искусственно её создавать.

3)Коэффициент размножения нейтронов k характеризует скорость цепной реакции. Необходимое условие для развития цепной реакции k ≥1.

4)Критическая масса — в ядерной физике минимальная масса делящегося вещества, необходимая для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества больше единицы или равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.

Answer 2

1. Критическая масса может быть различной для одного и того же ядерного топлива из-за нескольких факторов. Одним из основных факторов является наличие различных изотопов в ядерном топливе. Например, уран-235 и уран-238 являются изотопами урана, и критическая масса для урана-235 меньше, чем для урана-238. Это происходит потому, что уран-235 более подвержен делению ядра и более вероятно поддерживает цепные реакции деления, чем уран-238. Кроме того, критическая масса может зависеть от геометрии ядерного материала и наличия модераторов или рефлекторов.

2. В природных залежах урана обычно не происходят цепные реакции, потому что природный уран содержит преимущественно изотоп урана-238, который менее подвержен делению ядра. Для того чтобы запустить цепную реакцию деления урана, необходимо обогатить уран-235, увеличив концентрацию этого изотопа. Обогащение урана - это процесс увеличения содержания урана-235 в ядерном материале до уровня, достаточного для поддержания цепных реакций.

3. Величиной, характеризующей развитие цепной реакции, является коэффициент размножения нейтронов (k-фактор). Если k больше 1, то это означает, что цепная реакция увеличивается и поддерживается, и происходит ядерное деление с высвобождением дополнительных нейтронов. Если k меньше 1, то цепная реакция затухает.

4. Критической массой называется минимальная масса ядерного материала (например, урана или плутония), необходимая для поддержания устойчивой цепной реакции деления. Если масса материала меньше критической массы, то цепная реакция не развивается и не происходит существенного высвобождения энергии. Когда масса материала достигает критической, условия для развития цепной реакции создаются, и происходит ядерное деление с высвобождением энергии и дополнительных нейтронов.