Wat is kritische massa?

Kritische massa is een concept dat men tegenkomt bij het bespreken van nucleair materiaal.Kortom, de kritische massa van een materiaal is de hoeveelheid die nodig is om een nucleaire reactie voort te zetten zodra deze is begonnen.

Er zijn verschillende soorten nucleaire materialen en één type staat bekend als een splijtbaar materiaal.Spoelmaterialen kunnen een reactie in stand houden zodra deze is begonnen.Omdat de reactie kan worden volgehouden, kan het materiaal voor bepaalde doeleinden worden gebruikt.Deze doeleinden omvatten het maken van kernwapens en het creëren van reactoren om energie te genereren.De meest gebruikte splijtbare materialen zijn uranium-233, uranium-235 en plutonium-239.Deze drie materialen voldoen aan de criteria van een splijtbaar materiaal, blijven redelijk lang rond en kunnen in voldoende grote hoeveelheden worden gevonden om ze te maken voor het praktische brandstof.

Het proces van een nucleaire reactie is enigszins complex, maar het kanworden gezien eenvoudig als een reactie die exponentieel groeit.In een reactie, een atoom van het splijtstofmateriaal mdash;Laten we zeggen uranium-235 mdash;legt een neutron vast terwijl het voorbij beweegt.Hierdoor wordt het atoom opgesplitst in twee kleinere atomen en lanceert in het proces twee of drie meer neutronen.Deze neutronen vliegen vervolgens af en worden gevangen genomen door andere atomen van uranium-235, die op zijn beurt splitsen en twee of drie meer neutronen verzenden.Dit alles gebeurt in een zeer, zeer kleine hoeveelheid tijd en brengt enorme hoeveelheden energie af.

Het concept van kritische massa is belangrijk, omdat er om deze reactie te laten doorgaan en enorme hoeveelheden energie te geven, er moet zijnEr is genoeg splijtbaar materiaal aanwezig dat het kan doorgaan.Als de kritieke massa niet wordt bereikt, zullen de aanwezige neutronen overuren afnemen, waardoor een nucleaire reactie steeds minder waarschijnlijk in de loop van de tijd wordt.Strikt genomen wordt de term kritische massa gebruikt om de staat van evenwicht te beschrijven waarin er voldoende splijtbaar materiaal aanwezig is om de hoeveelheid neutronen ongeveer hetzelfde te houden, maar de reactie genereert niet meer.Vaak wordt echter kritische massa gebruikt om te beschrijven wat nauwkeuriger superkritische massa wordt genoemd, wanneer voldoende van het materiaal aanwezig is dat neutronen blijven botsen met splijtingatomen en meer neutronen loslaten, energie en warmte genereren.

Om splijtbaar materiaal te gebruikenIn een nucleair wapen is het duidelijk belangrijk dat het materiaal onder kritische massa mdash wordt gehouden;Anders zou de bom onmiddellijk ontploffen.Gewoonlijk worden twee stukken materiaal uit elkaar gehouden bij subkritische massa, en wanneer het tijd is om de bom te ontploffen, worden ze heel hard en zeer snel samengegooid.Ze creëren vervolgens een superkritische massa en de bom explodeert.Als ze niet snel genoeg samen worden gegooid, gebeurt er eerst een kleinere explosie en blaast de twee stukken verder uit elkaar, zodat de grote explosie nooit voorkomt mdash;Dit wordt vaak een bruisen genoemd.

Kritische massa is anders, afhankelijk van het gebruikte materiaal dat wordt gebruikt.In het geval van uranium-233 is de kritische massa ongeveer 35 pond (15 kg).In het geval van uranium-235 is de kritische massa ongeveer 115 pond (52 kg).En in het geval van Plutonium-239 is de kritische massa ongeveer 22 pond (10 kg).Dit lijkt misschien nogal wat, maar houd er rekening mee dat deze materialen extreem dicht zijn.Met de meeste nucleaire materialen zal een sfeer die niet veel groter is dan een honkbal kritische massa bereikt en een enorme explosie veroorzaken.