ความแตกต่างที่สำคัญ – ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมและควบคุมไม่ได้
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่แบบควบคุมและแบบไม่มีการควบคุมคือปฏิกิริยาลูกโซ่แบบควบคุมจะไม่ทำให้เกิดการระเบิดใดๆ ในขณะที่ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้จะนำไปสู่การปลดปล่อยพลังงานที่ระเบิดได้
เงื่อนไขควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่และปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้จะกล่าวถึงภายใต้เคมีนิวเคลียร์ ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์เกิดขึ้นเมื่อปฏิกิริยานิวเคลียร์หนึ่งทำให้เกิดความก้าวหน้าของปฏิกิริยานิวเคลียร์อื่นๆ ในภายหลัง ปฏิกิริยาลูกโซ่เหล่านี้จะปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณที่สูงมาก
ปฏิกิริยาลูกโซ่ควบคุมคืออะไร
ปฏิกิริยาลูกโซ่แบบควบคุมคือลูกโซ่ของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายหลังภายใต้สภาวะควบคุม ให้เราเข้าใจแนวคิดนี้โดยใช้ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันเป็นตัวอย่าง ปฏิกิริยาลูกโซ่ฟิชชันเกิดขึ้นเมื่อนิวตรอนและไอโซโทปฟิชไซล์มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน อันตรกิริยานี้ทำให้เกิดการปลดปล่อยนิวตรอนบางตัวออกจากนิวเคลียสฟิชไซล์ นิวตรอนที่ปล่อยออกมาเหล่านี้สามารถโต้ตอบกับไอโซโทปฟิชไซล์อื่น ๆ และทำให้เกิดการเริ่มต้นของปฏิกิริยาฟิชชันที่ตามมา เมื่อปฏิกิริยาเหล่านี้ถูกควบคุมและควบคุมอย่างเหมาะสม จะเรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ควบคุม ปฏิกิริยาฟิชชันที่ควบคุมได้สามารถทำได้ต่อหน้าผู้ดูแล
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่ควบคุม ปฏิกิริยาลูกโซ่ถูกควบคุมโดยการควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมสามารถเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบที่ไม่สามารถควบคุมได้ ปฏิกิริยาสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมปริมาณของวัสดุตั้งต้นที่ใช้ (ไอโซโทปฟิชไซล์)ตัวอย่างเช่น ถ้าปริมาณของยูเรเนียมที่ใช้สูง ความเร็วของปฏิกิริยาก็จะสูงเช่นกัน เนื่องจากความน่าจะเป็นที่นิวตรอนจะทำปฏิกิริยากับไอโซโทปแบบฟิชไซล์นั้นสูง จากนั้นปฏิกิริยาจะควบคุมไม่ได้ และด้วยการควบคุมเวลาของปฏิกิริยา ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์สามารถทำให้เป็นปฏิกิริยาควบคุมได้ เมื่อเวลาของปฏิกิริยาลดลง ความน่าจะเป็นที่นิวตรอนจะทำปฏิกิริยากับไอโซโทปแบบฟิชไซล์จะต่ำ จากนั้นจึงควบคุมปฏิกิริยาได้อย่างง่ายดาย
ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้คืออะไร
ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้คือลูกโซ่ของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่จะเกิดขึ้นในภายหลัง แต่ไม่อยู่ภายใต้สภาวะควบคุม ดังนั้น ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้สามารถเกิดการระเบิดได้สูง นั่นเป็นเพราะปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถปลดปล่อยพลังงานในปริมาณที่สูงมากในแต่ละครั้ง
รูปที่ 01: ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้
ตัวอย่างเช่น ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสียูเรเนียม-235 สามารถเกิดปฏิกิริยาฟิชชันนิวเคลียร์และปล่อยนิวตรอนอย่างช้าๆ ไอโซโทปหนึ่งตัวปล่อยนิวตรอนครั้งละสามตัว นิวตรอนสามตัวนี้สามารถทำปฏิกิริยากับไอโซโทปยูเรเนียม-235 อีกสามตัวที่ปล่อยนิวตรอน 9 ตัว (3 นิวตรอนต่อไอโซโทปแต่ละตัว) ในทำนองเดียวกัน ปฏิกิริยาลูกโซ่จะคืบหน้าและปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณที่สูงมาก ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ไม่สามารถควบคุมได้เหล่านี้ถูกใช้ในระเบิดนิวเคลียร์
ความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมและไม่ควบคุมคืออะไร
ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมไม่ได้ |
|
| ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมได้คือลูกโซ่ของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายหลังภายใต้สภาวะควบคุม | ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้คือลูกโซ่ของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่จะเกิดขึ้นในภายหลัง แต่ไม่อยู่ภายใต้สภาวะควบคุม |
| ส่วนประกอบ | |
| ควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ต่อหน้าผู้ดูแล | ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้จะดำเนินการหากไม่มีผู้กลั่นกรอง |
| มาตรการควบคุม | |
| ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์จะถูกแปลงเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ควบคุมโดยการควบคุมปริมาณไอโซโทปที่แตกตัวที่มีอยู่ ลดเวลาของปฏิกิริยาและใช้ตัวกลั่นกรอง | ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่มีการควบคุมไม่มีมาตรการควบคุม |
| แอปพลิเคชั่น | |
| ควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อผลิตไฟฟ้า | ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้ถูกนำมาใช้ในระเบิดนิวเคลียร์ |
สรุป – ปฏิกิริยาลูกโซ่แบบควบคุมและแบบควบคุมไม่ได้
ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์สามารถพบได้ส่วนใหญ่เกี่ยวกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน นิวเคลียร์ฟิชชันเป็นการสลายของนิวเคลียสอะตอมที่ไม่เสถียร ความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาลูกโซ่แบบควบคุมและแบบไม่มีการควบคุมคือปฏิกิริยาลูกโซ่แบบควบคุมไม่ทำให้เกิดการระเบิดใดๆ ในขณะที่ปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ไม่สามารถควบคุมได้จะนำไปสู่การปลดปล่อยพลังงานที่ระเบิดได้