Unterschied zwischen subkritischer und überkritischer Masse

Hauptunterschied - Subkritisch vs. Kritisch vs. Superkritische Masse
 

Unterkritische, kritische und überkritische Masse beziehen sich auf die Masse eines spaltbaren Materials, das in Kernkettenreaktionen verwendet wird. Der entscheidende Unterschied zwischen unterkritischer, kritischer und überkritischer Masse ist der Unterkritische Masse ist die Masse eines spaltbaren Materials, die nicht ausreicht, um eine Kernkettenreaktion aufrechtzuerhalten, während kritische Masse die Masse eines spaltbaren Materials ist, die zur Aufrechterhaltung einer nuklearen Kettenreaktion erforderlich ist, und überkritische Masse eines Spaltmaterials ist die Masse, die mehr ist als genug, um eine nukleare Kettenreaktion aufrechtzuerhalten.

Eine nukleare Kettenreaktion ist eine Reihe von Spaltreaktionen. Eine Kernspaltungsreaktion ist der Prozess der Freisetzung eines Neutrons aus einem instabilen Atomkern. Wenn dieses freigesetzte Neutron mit einem anderen instabilen Isotop interagiert, unterliegt das neue Isotop auch einer Kernspaltung, wodurch ein anderes Neutron freigesetzt wird. In ähnlicher Weise findet eine Reaktionskette statt.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist eine subkritische Masse?
3. Was ist die kritische Masse?
4. Was ist überkritische Masse?
5. Side-by-Side-Vergleich - Subkritisch vs Kritisch vs Superkritische Masse in tabellarischer Form
6. Zusammenfassung

Was ist eine subkritische Masse??

Unterkritische Masse ist die Masse eines spaltbaren Materials, die nicht ausreicht, um eine Kettenreaktion im Kern aufrechtzuerhalten. Um eine Spaltkettenreaktion auszulösen, sollte es eine minimal erforderliche Masse der spaltbaren Isotope geben (bekannt als kritische Masse). Die unterkritische Masse ist immer geringer als die der kritischen Masse; Daher kann die unterkritische Masse eines spaltbaren Materials keine Spaltkettenreaktion aufrechterhalten.

Die Anzahl der in einer unterkritischen Masse von spaltbarem Material vorhandenen Neutronen nimmt mit der Zeit exponentiell ab, da nicht genügend Isotope vorhanden sind, die mehr Neutronen freisetzen können, indem sie mit den vorhandenen Neutronen interagieren.

Was ist die kritische Masse??

Die kritische Masse ist die kleinste Masse eines spaltbaren Materials, die zur Aufrechterhaltung einer Kettenreaktion erforderlich ist. Die Menge der kritischen Masse hängt von den Kerneigenschaften des spaltbaren Materials, der Dichte, der Form und der Anreicherung des spaltbaren Materials ab.

Abbildung 1: Die Masse der Isotope bestimmt die Anzahl der Sprengungen.

Die Reinheit des Isotops ist auch für die Bestimmung der Menge der kritischen Masse wichtig. Wenn zum Beispiel die Reinheit hoch ist, ist die kritische Masse gering. Die äußeren Faktoren, die den Wert der kritischen Masse beeinflussen, sind die Temperatur und die Umgebung des spaltbaren Materials.

Was ist überkritische Masse??

Überkritische Masse eines spaltbaren Materials ist die Masse, die mehr als ausreichend ist, um eine Kettenreaktion im Kern aufrechtzuerhalten. Wenn in einem System mit Spaltkettenreaktionen überkritische Masse vorhanden ist, steigt die Spaltgeschwindigkeit mit der Zeit an. Dies liegt daran, dass die Wahrscheinlichkeit, dass ein Neutron mit einem Isotop interagiert, sehr hoch ist, da in diesem System viele Isotope vorhanden sind. Nach einiger Zeit erhält das System jedoch einen Gleichgewichtszustand, in dem die Masse auf die kritische Masse abgesenkt wurde.

Was ist der Unterschied zwischen subkritischer kritischer und überkritischer Masse??

Subkritische vs kritische vs überkritische Masse
Subkritische Masse	Unterkritische Masse ist die Masse eines spaltbaren Materials, die nicht ausreicht, um eine Kettenreaktion im Kern aufrechtzuerhalten.
Kritische Masse	Die kritische Masse ist die kleinste Masse eines spaltbaren Materials, die zur Aufrechterhaltung einer Kettenreaktion erforderlich ist.
Überkritische Masse	Überkritische Masse eines spaltbaren Materials ist die Masse, die mehr als ausreichend ist, um eine Kettenreaktion im Kern aufrechtzuerhalten.
Masse der Masse
Subkritische Masse	Die subkritische Masse ist eine geringere Menge als die kritische Masse.
Kritische Masse	Die kritische Masse ist die kleinste Masse, die erforderlich ist, um eine Spaltkettenreaktion auszulösen.
Überkritische Masse	Überkritische Masse ist eine höhere Menge als kritische Masse.
Reaktionsrate
Subkritische Masse	Die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt mit der Zeit in Gegenwart einer unterkritischen Masse ab.
Kritische Masse	Die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt mit der Zeit in Gegenwart einer kritischen Masse ab.
Überkritische Masse	Die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt mit der Zeit in Gegenwart überkritischer Masse ab.

Zusammenfassung - Subkritische kritische vs überkritische Masse

Eine Kernspaltungsreaktion kann mehrere aufeinanderfolgende Spaltungen auslösen, die zur Bildung von Spaltkettenreaktionen führen. Basierend auf der für die Progression erforderlichen Masse und zur Aufrechterhaltung einer Kettenreaktion gibt es drei Arten von Massen, die als unterkritische Masse, kritische Masse und überkritische Masse bezeichnet werden. Der entscheidende Unterschied zwischen der unterkritischen kritischen und der überkritischen Masse ist, dass die unterkritische Masse die Masse eines spaltbaren Materials ist, die nicht ausreicht, um eine Kernkettenreaktion aufrechtzuerhalten, während die kritische Masse die Masse eines spaltbaren Materials ist, das für eine anhaltende Kernkettenreaktion und überkritische Masse erforderlich ist eines spaltbaren Materials ist die Masse, die mehr als genug ist, um eine nukleare Kettenreaktion zu unterhalten.

Referenz:

1. "Critical Mass." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31. März 2018, Hier verfügbar.
2. „Was ist kritische Masse?“ Innovateus.net, Hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "Kritische Masse" (Public Domain) über Commons Wikimedia