Khối lượng quan trọng là gì?

Khối lượng quan trọng là một khái niệm mà người ta đi qua khi thảo luận về vật liệu hạt nhân.Tóm lại, khối lượng quan trọng của vật liệu là lượng cần thiết để nó tiếp tục phản ứng hạt nhân một khi nó đã bắt đầu. Có nhiều loại vật liệu hạt nhân khác nhau và một loại được gọi là vật liệu phân hạch.Vật liệu phân hạch có thể duy trì một phản ứng một khi nó đã bắt đầu.Vì phản ứng có thể được duy trì, vật liệu có thể được sử dụng cho các mục đích nhất định.Những mục đích này bao gồm chế tạo vũ khí hạt nhân và tạo ra các lò phản ứng để tạo ra năng lượng.Các vật liệu phân hạch được sử dụng rộng rãi nhất là uranium-233, uranium-235 và plutonium-239.Ba vật liệu này đáp ứng các tiêu chí của một vật liệu phân hạch, ở lại trong một thời gian dài hợp lý và có thể được tìm thấy với số lượng đủ lớn để sử dụng chúng để thực tế.được xem đơn giản là một phản ứng phát triển theo cấp số nhân.Trong một phản ứng, một nguyên tử của vật liệu phân hạch mdash;Hãy để chúng tôi nói uranium-235 mdash;nắm bắt một neutron khi nó di chuyển qua.Điều này làm cho nguyên tử chia thành hai nguyên tử nhỏ hơn và trong quá trình khởi động thêm hai hoặc ba neutron nữa.Những neutron này sau đó bay đi và bị bắt bởi các nguyên tử uranium-235 khác, từ đó tách ra và gửi thêm hai hoặc ba neutron nữa.Tất cả những điều này xảy ra trong một khoảng thời gian rất, rất nhỏ và giải phóng lượng năng lượng khổng lồ.Đủ vật liệu phân hạch hiện diện mà nó có thể tiếp tục.Nếu khối lượng tới hạn không đạt được, thì neutron có mặt sẽ giảm ngoài giờ, làm cho phản ứng hạt nhân ngày càng ít có khả năng theo thời gian.Nói đúng ra, thuật ngữ khối lượng quan trọng được sử dụng để mô tả trạng thái cân bằng trong đó có đủ vật liệu phân hạch để giữ cho lượng neutron gần giống nhau, nhưng phản ứng không tạo ra nhiều hơn.Tuy nhiên, thông thường, khối lượng quan trọng được sử dụng để mô tả những gì được gọi chính xác hơn là khối lượng siêu quan trọng hơn, khi có đủ vật liệu mà neutron tiếp tục va chạm với các nguyên tử phân hạch và giải phóng nhiều neutron hơn, tạo ra năng lượng và nhiệt.Trong vũ khí hạt nhân, điều rõ ràng là quan trọng là vật liệu được giữ dưới khối lượng quan trọng mdash;Nếu không, quả bom sẽ phát nổ ngay lập tức.Thông thường, hai mảnh vật liệu được ngăn cách ở khối lượng quan trọng, và khi đó là thời gian để quả bom được phát nổ, chúng được ném vào nhau rất mạnh và rất nhanh.Sau đó, họ tạo ra một khối siêu quan trọng, và quả bom phát nổ.Nếu chúng không bị ném vào nhau đủ nhanh, thì một vụ nổ nhỏ hơn xảy ra trước tiên và thổi hai mảnh xa hơn, để vụ nổ lớn không bao giờ xảy ra mdash;Điều này thường được gọi là một fizzle. Khối lượng quan trọng là khác nhau tùy thuộc vào vật liệu đang được sử dụng.Trong trường hợp uranium-233, khối lượng quan trọng là khoảng 35 pounds (15kg).Trong trường hợp uranium-235, khối lượng quan trọng là khoảng 115 pounds (52kg).Và trong trường hợp plutonium-239, khối lượng quan trọng là khoảng 22 pounds (10kg).Điều này có vẻ như khá nhiều, nhưng hãy nhớ rằng những vật liệu này cực kỳ dày đặc.Với hầu hết các vật liệu hạt nhân, một quả cầu không lớn hơn nhiều so với bóng chày sẽ đạt đến khối lượng quan trọng và gây ra một vụ nổ rất lớn.