Apa itu massa kritis?

Massa kritis adalah konsep yang ditemukan ketika membahas materi nuklir.Singkatnya, massa kritis suatu bahan adalah jumlah yang dibutuhkan untuk melanjutkan reaksi nuklir setelah dimulai.

Ada berbagai jenis bahan nuklir, dan satu jenis dikenal sebagai bahan fisil.Bahan fisil dapat mempertahankan reaksi setelah dimulai.Karena reaksi dapat dipertahankan, bahan dapat digunakan untuk tujuan tertentu.Tujuan ini termasuk membuat senjata nuklir, dan menciptakan reaktor untuk menghasilkan energi.Bahan fisil yang paling banyak digunakan adalah Uranium-233, Uranium-235, dan Plutonium-239.Ketiga bahan ini memenuhi kriteria bahan yang dapat fisi, tinggal di sekitar untuk waktu yang cukup lama, dan dapat ditemukan dalam jumlah yang cukup besar untuk digunakan untuk menggunakannya untuk bahan bakar praktis.

Proses reaksi nuklir agak kompleks, tetapi bisaDilihat hanya sebagai reaksi yang tumbuh secara eksponensial.Dalam reaksi, atom bahan fisil mdash;Mari kita katakan Uranium-235 mdash;menangkap neutron saat bergerak melewati.Hal ini menyebabkan atom terbagi menjadi dua atom yang lebih kecil, dan dalam proses meluncurkan dua atau tiga neutron lagi.Neutron ini kemudian terbang dan ditangkap oleh atom-atom uranium-235 lainnya, yang pada gilirannya terbagi dan mengirim dua atau tiga neutron lagi.Semua ini terjadi dalam jumlah waktu yang sangat, sangat kecil, dan melepaskan sejumlah besar energi.

Konsep massa kritis adalah penting, karena agar reaksi ini dapat melanjutkan dan melepaskan energi dalam jumlah besar, harus adaBahan fisil yang cukup hadir sehingga dapat dilanjutkan.Jika massa kritis tidak tercapai, maka neutron yang ada akan berkurang lembur, membuat reaksi nuklir lebih sedikit dan lebih kecil dari waktu ke waktu.Sebenarnya, istilah massa kritis digunakan untuk menggambarkan keadaan keseimbangan di mana ada cukup bahan fisil yang ada untuk menjaga jumlah neutron kira -kira sama, tetapi reaksinya tidak menghasilkan lebih banyak.Seringkali, massa kritis digunakan untuk menggambarkan apa yang lebih akurat disebut massa super kritis, ketika cukup banyak bahan hadir sehingga neutron terus bertabrakan dengan atom fisil dan melepaskan lebih banyak neutron, menghasilkan energi dan panas.

untuk menggunakan bahan fisilDalam senjata nuklir, jelas penting bahwa bahan tersebut disimpan di bawah massa kritis mdash;Kalau tidak, bom itu akan segera meledak.Biasanya dua potong bahan disimpan terpisah pada massa sub-kritis, dan ketika tiba saatnya bom diledakkan, mereka dilemparkan bersama-sama dengan sangat keras dan sangat cepat.Mereka kemudian menciptakan massa super kritis, dan bom itu meledak.Jika mereka tidak dilemparkan dengan cukup cepat, maka ledakan yang lebih kecil terjadi terlebih dahulu dan meniup dua bagian yang lebih jauh, sehingga ledakan besar tidak pernah terjadi mdash;Ini sering disebut sebagai fizze.

Massa kritis berbeda tergantung pada bahan yang digunakan.Dalam kasus Uranium-233, massa kritis adalah sekitar 35 pound (15kg).Dalam kasus uranium-235, massa kritis adalah sekitar 115 pound (52kg).Dan dalam kasus plutonium-239, massa kritis sekitar 22 pound (10kg).Ini mungkin tampak seperti sedikit, tetapi perlu diingat bahwa bahan -bahan ini sangat padat.Dengan sebagian besar bahan nuklir, bola yang tidak jauh lebih besar dari baseball akan mencapai massa kritis, dan menyebabkan ledakan besar.