Критическая масса: различия между версиями
[непроверенная версия] | [непроверенная версия] |
Askakun (обсуждение | вклад) м двойные интервики |
KaysBot (обсуждение | вклад) м робот: оформление, ссылки |
||
Строка 27: | Строка 27: | ||
!Нейтроны спонтанного деления 10<sup>5</sup>(кг·сек) |
!Нейтроны спонтанного деления 10<sup>5</sup>(кг·сек) |
||
|- |
|- |
||
|[[Протактиний|<sup>231</sup>Pa]] |
|[[Протактиний-231|<sup>231</sup>Pa]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|32760 лет |
|32760 лет |
||
Строка 36: | Строка 36: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Уран |
|[[Уран-232|<sup>232</sup>U]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|68,9 лет |
|68,9 лет |
||
Строка 45: | Строка 45: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Уран |
|[[Уран-233|<sup>233</sup>U]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|159200 лет |
|159200 лет |
||
Строка 54: | Строка 54: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Уран |
|[[Уран-235|<sup>235</sup>U]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|7,038·10<sup>8</sup> лет |
|7,038·10<sup>8</sup> лет |
||
Строка 63: | Строка 63: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Уран |
|[[Уран-236|<sup>236</sup>U]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|2,3416·10<sup>7</sup> лет |
|2,3416·10<sup>7</sup> лет |
||
Строка 72: | Строка 72: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Нептуний|<sup>237</sup>Np]] |
|[[Нептуний-237|<sup>237</sup>Np]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|2,14·10<sup>7</sup> лет |
|2,14·10<sup>7</sup> лет |
||
Строка 81: | Строка 81: | ||
|0 |
|0 |
||
|- |
|- |
||
|[[Плутоний|<sup>236</sup>Pu]] |
|[[Плутоний-236|<sup>236</sup>Pu]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|2,9 лет |
|2,9 лет |
||
Строка 90: | Строка 90: | ||
|349 |
|349 |
||
|- |
|- |
||
|[[Плутоний|<sup>238</sup>Pu]] |
|[[Плутоний-238|<sup>238</sup>Pu]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|87,7 лет |
|87,7 лет |
||
Строка 99: | Строка 99: | ||
|26,6 |
|26,6 |
||
|- |
|- |
||
|[[Плутоний|<sup>239</sup>Pu]] |
|[[Плутоний-239|<sup>239</sup>Pu]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|24100 лет |
|24100 лет |
||
Строка 108: | Строка 108: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Плутоний|<sup>240</sup>Pu]] |
|[[Плутоний-240|<sup>240</sup>Pu]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|6500 лет |
|6500 лет |
||
Строка 117: | Строка 117: | ||
|9,1 |
|9,1 |
||
|- |
|- |
||
|[[Плутоний|<sup>241</sup>Pu]] |
|[[Плутоний-241|<sup>241</sup>Pu]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|14,4 лет |
|14,4 лет |
||
Строка 126: | Строка 126: | ||
|0 |
|0 |
||
|- |
|- |
||
|[[Плутоний|<sup>242</sup>Pu]] |
|[[Плутоний-242|<sup>242</sup>Pu]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|380000 лет |
|380000 лет |
||
Строка 135: | Строка 135: | ||
|16,9 |
|16,9 |
||
|- |
|- |
||
|[[Америций|<sup>241</sup>Am]] |
|[[Америций-241|<sup>241</sup>Am]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|432 года |
|432 года |
||
Строка 162: | Строка 162: | ||
|1,49 |
|1,49 |
||
|- |
|- |
||
|[[Америций|<sup>243</sup>Am]] |
|[[Америций-243|<sup>243</sup>Am]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|7400 лет |
|7400 лет |
||
Строка 171: | Строка 171: | ||
|0,03 |
|0,03 |
||
|- |
|- |
||
|[[Кюрий|<sup>243</sup>Cm]] |
|[[Кюрий-243|<sup>243</sup>Cm]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|28,5 лет |
|28,5 лет |
||
Строка 180: | Строка 180: | ||
|0 |
|0 |
||
|- |
|- |
||
|[[Кюрий|<sup>244</sup>Cm]] |
|[[Кюрий-244|<sup>244</sup>Cm]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|18,1 лет |
|18,1 лет |
||
Строка 189: | Строка 189: | ||
|1,11 |
|1,11 |
||
|- |
|- |
||
|[[Кюрий|<sup>245</sup>Cm]] |
|[[Кюрий-245|<sup>245</sup>Cm]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|8500 лет |
|8500 лет |
||
Строка 198: | Строка 198: | ||
|0 |
|0 |
||
|- |
|- |
||
|[[Кюрий|<sup>246</sup>Cm]] |
|[[Кюрий-246|<sup>246</sup>Cm]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|4730 лет |
|4730 лет |
||
Строка 207: | Строка 207: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Кюрий|<sup>247</sup>Cm]] |
|[[Кюрий-247|<sup>247</sup>Cm]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|1,56·10<sup>7</sup> лет |
|1,56·10<sup>7</sup> лет |
||
Строка 216: | Строка 216: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Кюрий|<sup>248</sup>Cm]] |
|[[Кюрий-248|<sup>248</sup>Cm]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|340000 лет |
|340000 лет |
||
Строка 252: | Строка 252: | ||
| |
| |
||
|- |
|- |
||
|[[Калифорний|<sup>252</sup>Cf]] |
|[[Калифорний-252|<sup>252</sup>Cf]] |
||
|Реактор |
|Реактор |
||
|2,638 года |
|2,638 года |
Версия от 10:49, 1 декабря 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 |