Differenza chiave – Massa subcritica vs critica vs supercritica
La massa subcritica, critica e supercritica si riferisce alla quantità di massa di un materiale fissile utilizzato nelle reazioni a catena nucleari. La differenza chiave tra massa subcritica, critica e supercritica è quella la massa subcritica è la massa di un materiale fissile che non è sufficiente per sostenere una reazione a catena nucleare mentre la massa critica è la massa di un materiale fissile necessario per sostenere una reazione a catena nucleare e la massa supercritica di un materiale fissile è la massa più che sufficiente per sostenere una reazione nucleare a catena.
Una reazione a catena nucleare è una serie di reazioni di fissione. Una reazione di fissione nucleare è il processo di rilascio di un neutrone da un nucleo atomico instabile. Quando questo neutrone rilasciato interagisce con un altro isotopo instabile, anche il nuovo isotopo subisce la fissione nucleare, rilasciando un altro neutrone. Allo stesso modo, ha luogo una catena di reazioni.
Cos'è la massa subcritica?
La massa subcritica è la massa di un materiale fissile che non è sufficiente per sostenere una reazione nucleare a catena. Per avviare una reazione a catena di fissione, dovrebbe esserci una quantità minima richiesta di massa dell'isotopo fissile (nota come massa critica). La massa subcritica è sempre una quantità inferiore a quella della massa critica; pertanto, la massa subcritica di un materiale fissile non può sostenere una reazione a catena di fissione.
Il numero di neutroni presenti in una massa subcritica di materiale fissile diminuirà esponenzialmente nel tempo perché non ci sono sufficienti isotopi in grado di rilasciare più neutroni interagendo con i neutroni esistenti.
Cos'è la massa critica?
La massa critica è la più piccola quantità di massa di un materiale fissile necessaria per sostenere una reazione nucleare a catena. La quantità di massa critica dipende dalle proprietà nucleari del materiale fissile, dalla densità, dalla forma e dall'arricchimento del materiale fissile.
Figura 1: La massa degli isotopi determina il numero di fissioni.
Anche la purezza dell'isotopo è importante per determinare la quantità di massa critica. Ad esempio, se la purezza è elevata, la massa critica è bassa. I fattori esterni che influenzano il valore della massa critica sono la temperatura e l'ambiente circostante il materiale fissile.
Cos'è la massa supercritica?
La massa supercritica di un materiale fissile è la massa più che sufficiente per sostenere una reazione nucleare a catena. Quando c'è una massa supercritica in un sistema che ha reazioni a catena di fissione, la velocità di fissione aumenterà nel tempo. Questo perché la probabilità che un neutrone interagisca con l'isotopo è molto alta, ci sono molti isotopi presenti in quel sistema. Tuttavia, dopo qualche tempo, il sistema ottiene uno stato di equilibrio in cui la quantità di massa è stata ridotta alla massa critica.
Qual è la differenza tra massa critica subcritica e massa supercritica?
Massa subcritica vs critica vs supercritica |
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| Massa subcritica | La massa subcritica è la massa di un materiale fissile che non è sufficiente per sostenere una reazione nucleare a catena. |
| Massa critica | La massa critica è la più piccola quantità di massa di un materiale fissile necessaria per sostenere una reazione nucleare a catena. |
| Massa supercritica | La massa supercritica di un materiale fissile è la massa più che sufficiente per sostenere una reazione nucleare a catena. |
| Importo di massa | |
| Massa subcritica | La massa subcritica è una quantità inferiore alla massa critica. |
| Massa critica | La massa critica è la quantità minima di massa richiesta per l'avvio di una reazione a catena di fissione. |
| Massa supercritica | La massa supercritica è una quantità maggiore della massa critica. |
| Velocità di reazione | |
| Massa subcritica | La velocità di reazione diminuisce con il tempo in presenza di massa subcritica. |
| Massa critica | La velocità di reazione diminuisce con il tempo in presenza di massa critica. |
| Massa supercritica | La velocità di reazione diminuisce con il tempo in presenza di massa supercritica. |
Riepilogo – Critico subcritico vs Massa supercritica
Una reazione di fissione nucleare può avviare diverse fissioni successive che portano alla creazione di reazioni a catena di fissione. In base alla quantità di massa richiesta per la progressione e per sostenere una reazione a catena, esistono tre tipi di masse denominate massa subcritica, massa critica e massa supercritica. La differenza chiave tra massa critica e supercritica subcritica è quella la massa subcritica è la massa di un materiale fissile che non è sufficiente per sostenere una reazione a catena nucleare mentre la massa critica è la massa di un materiale fissile richiesta per una reazione a catena nucleare sostenuta e massa supercritica di un materiale fissile è la massa più che sufficiente per sostenere una reazione nucleare a catena.
