Kiemelt különbség – szabályozott és nem szabályozott láncreakció
A fő különbség a szabályozott és az ellenőrizetlen láncreakciók között az, hogy a szabályozott láncreakciók nem vezetnek robbanásveszélyes hatásokhoz, míg az ellenőrizetlen láncreakciók robbanásszerű energiafelszabaduláshoz vezetnek.
A szabályozott láncreakciók és az ellenőrizetlen láncreakciók kifejezéseket a nukleáris kémia alatt tárgyaljuk. A nukleáris láncreakció akkor következik be, amikor az egyik magreakció a későbbiekben más nukleáris reakciók előrehaladását okozza. Ezek a láncreakciók nagyon nagy mennyiségű energiát szabadítanak fel.
Mi az a szabályozott láncreakció?
A szabályozott láncreakció olyan nukleáris reakciók láncolata, amelyek ezt követően, ellenőrzött körülmények között játszódnak le. Értsük meg ezt a fogalmat a maghasadási reakciók példájával. Hasadási láncreakció akkor megy végbe, amikor egy neutron és egy hasadó izotóp kölcsönhatásba lép egymással. Ez a kölcsönhatás néhány neutron felszabadulását okozza a hasadó magból. Ezek a felszabaduló neutronok kölcsönhatásba léphetnek más hasadó izotópokkal, és későbbi hasadási reakciókat idézhetnek elő. Ha ezeket a reakciókat megfelelően szabályozzák és szabályozzák, azt irányított láncreakciónak nevezik. A szabályozott hasadási reakciók moderátorok jelenlétében is végrehajthatók.
Az atomerőművek szabályozott láncreakciókat alkalmaznak. Ott a láncreakciókat a magreakciók sebességének szabályozásával szabályozzák. A szabályozott láncreakciók könnyen kontrollálatlan formává alakíthatók. A reakciók a felhasznált kiindulási anyag (hasadó izotóp) mennyiségének szabályozásával szabályozhatók. Például, ha nagy a felhasznált urán mennyisége, akkor a reakciósebesség is nagy lesz, mert akkor nagy a valószínűsége annak, hogy egy neutron kölcsönhatásba lép egy hasadó izotóppal. Ekkor a reakció irányíthatatlanná válik. Ezenkívül a reakció idejének szabályozásával a nukleáris láncreakció irányított reakcióvá alakítható. Ha a reakcióidő lecsökken, kicsi annak a valószínűsége, hogy egy neutron kölcsönhatásba lép egy hasadó izotóppal. Ekkor a reakció könnyen szabályozható.
Mi az az ellenőrizetlen láncreakció?
Az ellenőrizetlen láncreakció olyan nukleáris reakciók láncolata, amelyek később, de nem ellenőrzött körülmények között mennek végbe. Ezért az ellenőrizetlen láncreakció erősen robbanásveszélyessé válhat. Ez azért van így, mert ezek a reakciók egyszerre nagyon nagy mennyiségű energiát szabadíthatnak fel.
01. ábra: Ellenőrizetlen láncreakció
Például az urán-235 radioaktív izotóp maghasadáson mehet keresztül, és lassan neutront szabadít fel. Egy izotóp egyszerre három neutront szabadít fel. Ez a három neutron reagálhat három másik urán-235 izotóppal, és 9 neutront szabadít fel (izotóponként 3 neutron). Hasonlóképpen, a láncreakció előrehalad, és nagyon nagy mennyiségű energia szabadul fel. Ezeket az ellenőrizetlen nukleáris láncreakciókat nukleáris bombákban használják.
Mi a különbség a szabályozott és a szabályozatlan láncreakció között?
Irányított kontra ellenőrizetlen láncreakció |
|
| A szabályozott láncreakció olyan nukleáris reakciók láncolata, amelyek ezt követően, ellenőrzött körülmények között játszódnak le. | Az ellenőrizetlen láncreakció olyan nukleáris reakciók láncolata, amelyek később, de nem ellenőrzött körülmények között mennek végbe. |
| Összetevők | |
| A moderátorok jelenlétében ellenőrzött láncreakció megy végbe. | Moderátorok távollétében ellenőrizetlen láncreakció megy végbe. |
| Ellenőrző intézkedések | |
| A nukleáris láncreakció szabályozott láncreakcióvá alakul át a jelenlévő hasadó izotópok mennyiségének szabályozásával, a reakcióidő csökkentésével és moderátorokkal. | Egy ellenőrizetlen láncreakciónak nincsenek ellenőrző intézkedései. |
| Alkalmazások | |
| Az atomerőművekben szabályozott láncreakciókat használnak villamos energia előállítására. | A nukleáris bombákban ellenőrizetlen láncreakciókat alkalmaznak. |
Összefoglaló – Szabályozott kontra kontrollálatlan láncreakció
A nukleáris láncreakciók elsősorban a maghasadási reakciók kapcsán találhatók meg. a maghasadás egy instabil atommag lebomlása. Az ellenőrzött és a nem szabályozott láncreakciók közötti különbség az, hogy a szabályozott láncreakciók nem vezetnek robbanásveszélyes hatásokhoz, míg az ellenőrizetlen láncreakciók robbanásszerű energiafelszabaduláshoz vezetnek.
