Ključna razlika – kontrolirana naspram nekontrolirane lančane reakcije
Ključna razlika između kontroliranih i nekontroliranih lančanih reakcija je u tome što kontrolirane lančane reakcije ne dovode do eksplozivnih učinaka, dok nekontrolirane lančane reakcije dovode do eksplozivnog oslobađanja energije.
Pojmovi kontrolirane lančane reakcije i nekontrolirane lančane reakcije raspravljaju se u okviru nuklearne kemije. Nuklearna lančana reakcija događa se kada jedna nuklearna reakcija uzrokuje napredovanje nekih drugih nuklearnih reakcija koje slijede. Ove lančane reakcije oslobađaju vrlo veliku količinu energije.
Što je kontrolirana lančana reakcija?
Kontrolirana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se naknadno odvijaju u kontroliranim uvjetima. Razumimo ovaj koncept koristeći reakcije nuklearne fisije kao primjer. Lančana reakcija fisije odvija se kada neutron i fisijski izotop međusobno djeluju. Ova interakcija uzrokuje otpuštanje nekih neutrona iz fisijske jezgre. Ti oslobođeni neutroni mogu stupiti u interakciju s drugim fisijskim izotopima i uzrokovati pokretanje kasnijih reakcija fisije. Kada su te reakcije pravilno kontrolirane i regulirane, to se naziva kontrolirana lančana reakcija. Reakcije kontrolirane fisije mogu se provoditi u prisutnosti moderatora.
Nuklearne elektrane koriste kontrolirane lančane reakcije. Ondje se lančane reakcije kontroliraju kontrolom brzine nuklearnih reakcija. Kontrolirane lančane reakcije lako se mogu pretvoriti u nekontrolirani oblik. Reakcije se mogu kontrolirati reguliranjem količine upotrijebljenog početnog materijala (fisijskog izotopa). Na primjer, ako je količina korištenog urana visoka, tada će i brzina reakcije biti velika jer je tada velika vjerojatnost interakcije neutrona s fisibilnim izotopom. Tada reakcija postaje nekontrolirana. Također, reguliranjem vremena reakcije, lančana nuklearna reakcija može se pretvoriti u kontroliranu reakciju. Kada se vrijeme reakcije smanji, vjerojatnost interakcije neutrona s fisibilnim izotopom je mala. Tada se reakcija može lako kontrolirati.
Što je nekontrolirana lančana reakcija?
Nekontrolirana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se odvijaju naknadno, ali ne pod kontroliranim uvjetima. Stoga nekontrolirana lančana reakcija može postati vrlo eksplozivna. To je zato što te reakcije mogu osloboditi vrlo veliku količinu energije odjednom.
Slika 01: Nekontrolirana lančana reakcija
Na primjer, radioaktivni izotop Uran-235 može biti podvrgnut nuklearnoj fisiji sporo oslobađajući neutron. Jedan izotop oslobađa tri neutrona odjednom. Ova tri neutrona mogu reagirati s tri druga izotopa urana-235 oslobađajući 9 neutrona (3 neutrona po svakom izotopu). Isto tako, lančana reakcija će napredovati i osloboditi vrlo veliku količinu energije. Ove nekontrolirane nuklearne lančane reakcije koriste se u nuklearnim bombama.
Koja je razlika između kontrolirane i nekontrolirane lančane reakcije?
Kontrolirana vs nekontrolirana lančana reakcija |
|
| Kontrolirana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se naknadno odvijaju u kontroliranim uvjetima. | Nekontrolirana lančana reakcija je lanac nuklearnih reakcija koje se odvijaju naknadno, ali ne pod kontroliranim uvjetima. |
| Komponente | |
| Provodi se kontrolirana lančana reakcija u prisustvu moderatora. | Izvodi se nekontrolirana lančana reakcija u nedostatku moderatora. |
| Kontrolne mjere | |
| Nuklearna lančana reakcija pretvara se u kontroliranu lančanu reakciju reguliranjem količine prisutnih fisibilnih izotopa, smanjenjem vremena reakcije i upotrebom moderatora. | Nekontrolirana lančana reakcija nema kontrolnih mjera. |
| Aplikacije | |
| Kontrolirane lančane reakcije koriste se u nuklearnim elektranama za proizvodnju električne energije. | Nekontrolirane lančane reakcije koriste se u nuklearnim bombama. |
Sažetak – Kontrolirana vs nekontrolirana lančana reakcija
Nuklearne lančane reakcije mogu se pronaći uglavnom u vezi s reakcijama nuklearne fisije. nuklearna fisija je raspad nestabilne atomske jezgre. Razlika između kontroliranih i nekontroliranih lančanih reakcija je u tome što kontrolirane lančane reakcije ne dovode do eksplozivnih učinaka, dok nekontrolirane lančane reakcije dovode do eksplozivnog oslobađanja energije.
