Критическая масса: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
NR (обсуждение | вклад) мНет описания правки |
Vs64vs (обсуждение | вклад) викификация, орфография, пунктуация |
||
Строка 1: | Строка 1: | ||
{{значения}} |
{{значения}} |
||
[[ |
[[Файл:Partially-reflected-plutonium-sphere.jpeg|thumb|[[Плутоний|Плутониевая]] сфера (макет), окружённая отражающими нейтроны блоками из [[карбид]]а [[вольфрам]]а. Реконструкция прибора 1945 года для определения критической массы]] |
||
'''Критическая масса''' |
'''Критическая масса''' — в [[ядерная физика|ядерной физике]] минимальное количество [[делящиеся вещества|делящегося вещества]], необходимое для начала самоподдерживающейся [[цепная ядерная реакция|цепной реакции деления]]. [[Коэффициент размножения нейтронов]] в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими. |
||
Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как [[эффективное поперечное сечение|сечения]] деления и [[радиационный захват нейтронов|радиационного захвата]]), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие [[отражатель нейтронов|отражателей нейтронов]] может сильно уменьшить критическую массу. |
Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как [[эффективное поперечное сечение|сечения]] деления и [[радиационный захват нейтронов|радиационного захвата]]), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие [[отражатель нейтронов|отражателей нейтронов]] может сильно уменьшить критическую массу. |
||
В [[ядерная энергетика|ядерной энергетике]] параметр критической массы является определяющим при конструировании и |
В [[ядерная энергетика|ядерной энергетике]] параметр критической массы является определяющим при конструировании и расчётах самых разнообразных устройств, использующих в своей конструкции различные изотопы или смеси изотопов элементов способных в определенных условиях к ядерному делению с выделением колоссального количества энергии. Например, при проектировании мощных [[радиоизотопные источники энергии|радиоизотопных генераторов]], в которых используются в качестве топлива уран и ряд трансурановых элементов, параметр критической массы ограничивает мощность такого устройства. При расчётах и производстве ядерного и термоядерного оружия параметр критической массы существенным образом влияет как на конструкцию взрывного устройства, так и на его стоимость и сроки хранения. В случае проектирования и строительства атомного реактора, параметры критической массы также ограничивают как минимальные, так и максимальные размеры будущего реактора. |
||
Наименьшей критической массой обладают растворы солей чистых делящихся нуклидов в воде с водяным отражателем нейтронов. Для U<sup>235</sup> Критическая масса равна 0,8 |
Наименьшей критической массой обладают растворы солей чистых делящихся нуклидов в воде с водяным отражателем нейтронов. Для U<sup>235</sup> Критическая масса равна 0,8 кг, для Pu<sup>239</sup> — 0,5 кг, для Cf<sup>251</sup> — 10 г. |
||
== Критический размер == |
== Критический размер == |
||
Критическая масса <math>M</math> связана с критической длиной <math>l</math> <math>~M \sim l^{x}</math>, где x зависит от формы образца и лежит в пределе от 2 до 3. Зависимость от формы связана с утечкой нейтронов через поверхность: чем больше поверхность, тем больше критическая масса. Образец с минимальной критической массой имеет форму шара. |
Критическая масса <math>M</math> связана с критической длиной <math>l</math> <math>~M \sim l^{x}</math>, где x зависит от формы образца и лежит в пределе от 2 до 3. Зависимость от формы связана с утечкой нейтронов через поверхность: чем больше поверхность, тем больше критическая масса. Образец с минимальной критической массой имеет форму шара. |
||
<div style="clear: both; width: 100%; margin-left: auto; margin-right: auto; padding: 1px; background: #FFFFFF; border:1px solid #A89588;" class="NavFrame"> |
<div style="clear: both; width: 100%; margin-left: auto; margin-right: auto; padding: 1px; background: #FFFFFF; border:1px solid #A89588;" class="NavFrame"> |
||
Строка 22: | Строка 22: | ||
![[Период полураспада]] T<sup>1</sup>/<sub>2</sub> |
![[Период полураспада]] T<sup>1</sup>/<sub>2</sub> |
||
!Критическая масса |
!Критическая масса |
||
!Плотность г/см |
!Плотность г/см³ |
||
!Температура плавления °С |
!Температура плавления °С |
||
!Тепловыделение Вт/кг |
!Тепловыделение Вт/кг |
||
Строка 75: | Строка 75: | ||
|Реактор |
|Реактор |
||
|2,14·10<sup>7</sup> лет |
|2,14·10<sup>7</sup> лет |
||
|57 кг |
|57 кг |
||
|20,25 |
|20,25 |
||
|637 |
|637 |
||
Строка 201: | Строка 201: | ||
|Реактор |
|Реактор |
||
|4730 лет |
|4730 лет |
||
| |
|39-70,1 кг |
||
|13,51 |
|13,51 |
||
|1340 |
|1340 |
||
Строка 210: | Строка 210: | ||
|Реактор |
|Реактор |
||
|1,56·10<sup>7</sup> лет |
|1,56·10<sup>7</sup> лет |
||
|6, |
|6,94-7,06 кг |
||
|13,51 |
|13,51 |
||
|1340 |
|1340 |
||
Строка 246: | Строка 246: | ||
|Реактор |
|Реактор |
||
|898 лет |
|898 лет |
||
|1,94 кг |
|1,94 кг |
||
|15,1 |
|15,1 |
||
| |
| |
||
Строка 293: | Строка 293: | ||
[[sr:Критична маса]] |
[[sr:Критична маса]] |
||
[[sv:Kritisk massa]] |
[[sv:Kritisk massa]] |
||
[[fi:Kriittinen massa]] |
|||
[[th:มวลวิกฤต]] |
[[th:มวลวิกฤต]] |
||
[[uk:Критична маса]] |
[[uk:Критична маса]] |
Версия от 18:16, 1 ноября 2009
Критическая масса — в ядерной физике минимальное количество делящегося вещества, необходимое для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления. Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества равен единице. Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими.
Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.
В ядерной энергетике параметр критической массы является определяющим при конструировании и расчётах самых разнообразных устройств, использующих в своей конструкции различные изотопы или смеси изотопов элементов способных в определенных условиях к ядерному делению с выделением колоссального количества энергии. Например, при проектировании мощных радиоизотопных генераторов, в которых используются в качестве топлива уран и ряд трансурановых элементов, параметр критической массы ограничивает мощность такого устройства. При расчётах и производстве ядерного и термоядерного оружия параметр критической массы существенным образом влияет как на конструкцию взрывного устройства, так и на его стоимость и сроки хранения. В случае проектирования и строительства атомного реактора, параметры критической массы также ограничивают как минимальные, так и максимальные размеры будущего реактора.
Наименьшей критической массой обладают растворы солей чистых делящихся нуклидов в воде с водяным отражателем нейтронов. Для U235 Критическая масса равна 0,8 кг, для Pu239 — 0,5 кг, для Cf251 — 10 г.
Критический размер
Критическая масса связана с критической длиной , где x зависит от формы образца и лежит в пределе от 2 до 3. Зависимость от формы связана с утечкой нейтронов через поверхность: чем больше поверхность, тем больше критическая масса. Образец с минимальной критической массой имеет форму шара.
Изотоп | Получение (источник) | Период полураспада T1/2 | Критическая масса | Плотность г/см³ | Температура плавления °С | Тепловыделение Вт/кг | Нейтроны спонтанного деления 105(кг·сек) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
231Pa | Реактор | 32760 лет | 750±180 кг | 15,37 | 1572 | ||
232U | Реактор | 68,9 лет | 19,04 | 1134 | 8097 | ||
233U | Реактор | 159200 лет | 15 кг | 19,04 | 1134 | ||
235U | Реактор | 7,038·108 лет | 45 кг | 19,04 | 1134 | ||
236U | Реактор | 2,3416·107 лет | ? кг | 19,04 | 1134 | ||
237Np | Реактор | 2,14·107 лет | 57 кг | 20,25 | 637 | 0,022 | 0 |
236Pu | Реактор | 2,9 лет | 6-8 кг | 19,84 | 639,7 | 18500 | 349 |
238Pu | Реактор | 87,7 лет | 9,6-9,8 кг | 19,84 | 639,7 | 568 | 26,6 |
239Pu | Реактор | 24100 лет | 8 кг | 19,84 | 639,7 | 1,92 | |
240Pu | Реактор | 6500 лет | 36,9 кг | 19,84 | 639,7 | 7,1 | 9,1 |
241Pu | Реактор | 14,4 лет | 13 кг | 19,84 | 639,7 | 3,2 | 0 |
242Pu | Реактор | 380000 лет | 83,4 кг | 19,84 | 639,7 | 0,113 | 16,9 |
241Am | Реактор | 432 года | 60 кг | 13,67 | 1180 | 114 | 0,012 |
242mAm | Реактор | 152 года | 3,78 кг | 13,67 | 1180 | ||
243mAm | Реактор | 141 год | 9,1 кг | 13,67 | 1180 | 3,84 | 1,49 |
243Am | Реактор | 7400 лет | 208,8 кг | 13,67 | 1180 | 6,4 | 0,03 |
243Cm | Реактор | 28,5 лет | 8,6 кг | 13,51 | 1340 | 1900 | 0 |
244Cm | Реактор | 18,1 лет | 27 кг | 13,51 | 1340 | 2830 | 1,11 |
245Cm | Реактор | 8500 лет | 9,2 кг | 13,51 | 1340 | 5,7 | 0 |
246Cm | Реактор | 4730 лет | 39-70,1 кг | 13,51 | 1340 | ||
247Cm | Реактор | 1,56·107 лет | 6,94-7,06 кг | 13,51 | 1340 | ||
248Cm | Реактор | 340000 лет | 13,51 | 1340 | |||
249Сf | Реактор | 351 год | 5,9 кг | 15,1 | |||
250Сf | Реактор | 13,08 лет | 15,1 | ||||
251Сf | Реактор | 898 лет | 1,94 кг | 15,1 | |||
252Cf | Реактор | 2,638 года | 2,73 кг | 15,1 |