ความแตกต่างที่สำคัญ – มวลย่อยและวิกฤต vs มวลวิกฤตยิ่งยวด
มวลวิกฤต วิกฤตยิ่งยวด หมายถึงปริมาณมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่ใช้ในปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมวลวิกฤต วิกฤตและวิกฤตยิ่งยวดคือมวลวิกฤตยิ่งยวดคือมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่ไม่เพียงพอที่จะคงไว้ซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ ในขณะที่มวลวิกฤตคือมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่จำเป็นต่อการรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ และ มวลวิกฤตยิ่งยวดของวัสดุฟิชไซล์คือมวลที่มากเกินพอที่จะรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์
ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์คือชุดของปฏิกิริยาฟิชชัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันเป็นกระบวนการของการปล่อยนิวตรอนจากนิวเคลียสอะตอมที่ไม่เสถียร เมื่อนิวตรอนที่ถูกปลดปล่อยนี้ทำปฏิกิริยากับไอโซโทปที่ไม่เสถียรอีกไอโซโทป ไอโซโทปใหม่ก็จะผ่านการแตกตัวของนิวเคลียสด้วย และปล่อยนิวตรอนอีกตัวหนึ่งออกมา ปฏิกิริยาลูกโซ่ก็เกิดขึ้นเช่นเดียวกัน
มวลย่อยคืออะไร
มวลวิกฤตคือมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่ไม่เพียงพอที่จะคงไว้ซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ เพื่อเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชัน ควรมีปริมาณไอโซโทปฟิชไซล์ในปริมาณขั้นต่ำที่ต้องการ (เรียกว่ามวลวิกฤต) มวลวิกฤตจะน้อยกว่ามวลวิกฤตเสมอ ดังนั้นมวลย่อยของวัสดุฟิชไซล์ไม่สามารถรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันได้
จำนวนนิวตรอนที่มีอยู่ในมวลย่อยวิกฤตของวัสดุฟิชไซล์จะลดลงแบบทวีคูณตามเวลา เนื่องจากมีไอโซโทปไม่เพียงพอที่จะปล่อยนิวตรอนได้มากขึ้นโดยทำปฏิกิริยากับนิวตรอนที่มีอยู่
มวลวิกฤตคืออะไร
มวลวิกฤตคือมวลที่น้อยที่สุดของวัสดุฟิชไซล์ที่จำเป็นต่อการคงปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ ปริมาณมวลวิกฤตขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางนิวเคลียร์ของวัสดุฟิชไซล์ ความหนาแน่น รูปร่าง และการตกแต่งของวัสดุฟิชไซล์
รูปที่ 1: มวลของไอโซโทปเป็นตัวกำหนดจำนวนของการแยกตัว
ความบริสุทธิ์ของไอโซโทปก็มีความสำคัญในการกำหนดปริมาณมวลวิกฤตเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ถ้าความบริสุทธิ์สูง มวลวิกฤตจะต่ำ ปัจจัยภายนอกที่ส่งผลต่อค่ามวลวิกฤตคืออุณหภูมิและสภาพแวดล้อมของวัสดุฟิชไซล์
มวลวิกฤตยิ่งยวดคืออะไร
มวลวิกฤตยิ่งยวดของวัสดุฟิชไซล์คือมวลที่มากเกินพอที่จะรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์เมื่อมีมวลวิกฤตยิ่งยวดในระบบที่มีปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชัน อัตราการแตกตัวจะเพิ่มขึ้นตามเวลา เนื่องจากความน่าจะเป็นที่นิวตรอนมีปฏิสัมพันธ์กับไอโซโทปนั้นสูงมาก มีไอโซโทปจำนวนมากในระบบนั้น อย่างไรก็ตาม หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ระบบจะได้รับสถานะสมดุลซึ่งปริมาณมวลลดลงจนเหลือมวลวิกฤต
ความแตกต่างระหว่างมวลวิกฤตย่อยและวิกฤตยิ่งยวดคืออะไร
มวลย่อย vs วิกฤต vs มวลวิกฤตยิ่งยวด |
|
| มวลย่อย | มวลวิกฤตคือมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่ไม่เพียงพอที่จะคงไว้ซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ |
| มวลวิกฤต | มวลวิกฤตคือมวลที่น้อยที่สุดของวัสดุฟิชไซล์ซึ่งจำเป็นต่อการรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ |
| มวลวิกฤตยิ่งยวด | มวลวิกฤตยิ่งยวดของวัสดุฟิชไซล์คือมวลที่มากเกินพอที่จะรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ได้ |
| ปริมาณมวล | |
| มวลย่อย | มวลย่อยเป็นจำนวนที่น้อยกว่ามวลวิกฤต |
| มวลวิกฤต | มวลวิกฤตคือมวลที่น้อยที่สุดที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันที่จะเริ่ม |
| มวลวิกฤตยิ่งยวด | มวลวิกฤตยิ่งยวดมีค่ามากกว่ามวลวิกฤต |
| อัตราการโต้ตอบ | |
| มวลย่อย | อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงตามเวลาต่อหน้ามวลย่อยวิกฤต |
| มวลวิกฤต | อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงตามเวลาเมื่อมีมวลวิกฤต |
| มวลวิกฤตยิ่งยวด | อัตราการเกิดปฏิกิริยาลดลงตามเวลาเมื่อมีมวลวิกฤตยิ่งยวด |
สรุป – มวลวิกฤตย่อยและวิกฤตยิ่งยวด
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันสามารถเริ่มต้นฟิชชันที่ตามมาหลายครั้งซึ่งนำไปสู่การสร้างปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชัน ขึ้นอยู่กับปริมาณของมวลที่จำเป็นสำหรับการลุกลามและเพื่อรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่ไว้ มีมวลสามประเภทที่ตั้งชื่อเป็นมวลกึ่งวิกฤต มวลวิกฤต และมวลวิกฤตยิ่งยวด ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมวลวิกฤตวิกฤตและมวลวิกฤตยิ่งยวดคือมวลวิกฤตยิ่งยวดคือมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่ไม่เพียงพอที่จะคงไว้ซึ่งปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ในขณะที่มวลวิกฤตคือมวลของวัสดุฟิชไซล์ที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์แบบยั่งยืนและมวลวิกฤตยิ่งยวด ของวัสดุฟิชไซล์คือมวลที่มากเกินพอที่จะรักษาปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์