Πυρηνική σχάση

Από σύλληψη νετρονίων σε θραύσματα

Το νετρόνιο μπορεί να απορροφηθεί χωρίς Φράγμα Coulomb και να αυξήσει την διέγερση του σύνθετος πυρήνας. Η σχάση δεν δίνει μία μοναδική ζεύγη θραυσμάτων· υπάρχει διασπάσεις μάζας διανομής.

Σε κάθε εκδήλωση διατηρούνται αριθμός νουκλεονίων, χρέωση, συνολική ενέργεια και ορμή. Τα θραύσματα είναι συχνά πλούσιο σε νετρόνια και ακολουθούν βήτα διασπάται.

Γιατί ~200 MeV

Πυρήνες μέσης μάζας έχουν μεγαλύτερο μέση ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο από πολύ βαρείς πυρήνες. Όταν τα προϊόντα είναι πιο έντονα δεσμευμένο, η συνολική μάζα ανάπαυσης πέφτει.

Q=(m_αρχικός−m_τελικό)c² και μεγάλο μέρος της ενέργειας εμφανίζεται αρχικά ως κινητική ενέργεια των φορτισμένα θραύσματα.

Προτρεπτικά νετρόνια

Μία σχάση απελευθερώνει συνήθως αρκετά νετρόνια. Μερικά διαφεύγουν ή συλλαμβάνονται χωρίς σχάση, άλλα προκαλούν νέα σχάση.

Η αλυσιδωτή αντίδραση είναι πληθυσμιακή διαδικασία. Δεν είναι δεδομένο ότι κάθε εκπεμπόμενο νετρόνιο προκαλεί ακριβώς μία νέα σχάση.

Συντελεστής πολλαπλασιασμού k

k<1 σημαίνει υποκρίσιμος πληθυσμός που φθίνει, k=1 κρίσιμη σταθερή αλυσίδα και k>1 υπερκρίσιμη ανάπτυξη.

Το k εξαρτάται από γεωμετρία, σύνθεση υλικού, φάσμα νετρονίων, διαρροή και απορρόφηση.

Προτροπή και καθυστερημένα νετρόνια

Τα περισσότερα νετρόνια σχάσης είναι προτροπή. Μικρό κλάσμα καθυστερημένων νετρονίων εμφανίζεται μετά από βήτα διασπάται ορισμένων προϊόντα σχάσης.

Αυτό το μικρό καθυστερημένο κλάσμα είναι κρίσιμο για τη αργή λειτουργία του αντιδραστήρα ελεγχόμενης κινητικής.

Φυσική αντιδραστήρων χωρίς σύγχυση

Συντονιστής, απορροφητές ελέγχου, ψυκτικό υγρό και καυσίμων έχουν διαφορετικούς ρόλους. Συντονιστής αλλάζει φάσμα νετρονίων, υλικό ελέγχου απορροφά νετρόνια, ψυκτικό υγρό μεταφέρει θερμότητα.

Κρισιμότητα αφορά πληθυσμό νετρονίων, όχι θερμοκρασία με την καθημερινή έννοια. Θερμικές ανατροφοδοτήσεις μπορούν όμως να αλλάξουν αντιδραστικότητα.

Προϊόντα και θερμότητα αποσύνθεσης

Μετά το διακοπή λειτουργίας σταματά η παρατεταμένη αλυσιδωτή αντίδραση, αλλά ραδιενεργά προϊόντα σχάσης συνεχίζουν να φθορά και παράγουν θερμότητα αποσύνθεσης.

Αυτός είναι διαφορετικός μηχανισμός από την άμεση δύναμη σχάσης και πρέπει να συμπεριλαμβάνεται στην ενέργειας και ανάλυση ασφάλειας.

Λυμένο παράδειγμα