Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wanneer wordt een kernreactor kritisch of subkritisch?

Een kernreactor wordt kritisch of Subcritical Gebaseerd op de neutronen vermenigvuldigingsfactor (K) , die de snelheid van nucleaire splijtingsreacties bepaalt. Hier is een uitsplitsing:

Kritische status:

* k =1: Dit betekent dat voor elk neutron dat in een splijtingsreactie wordt geproduceerd, precies één neutron een andere splijting veroorzaakt.

* resultaat: De kettingreactie is zelfvoorzienend en de reactor werkt op een constant vermogensniveau.

Subkritische toestand:

* K <1: Dit betekent dat voor elke geproduceerde neutronen minder dan één neutron een andere splijting veroorzaakt.

* resultaat: De kettingreactie sterft uit en het vermogensniveau van de reactor neemt af.

Superkritische toestand:

* k> 1: Dit betekent dat voor elk geproduceerd neutronen meer dan één neutron een andere splijtingse gebeurtenis veroorzaakt.

* resultaat: De kettingreactie versnelt en het vermogensniveau van de reactor neemt toe.

factoren die de kritiek beïnvloeden:

Verschillende factoren beïnvloeden de neutronenvermenigvuldigingsfactor (k) en daarom de kriticiteit van een reactor:

* Brandstofverrijking: De concentratie van splijtbaar materiaal (bijv. Uranium-235) in de brandstof. Hogere verrijking leidt tot meer fissies en een hogere k.

* reactorgeometrie: De vorm en grootte van de reactorkern. Een kleinere reactorkern heeft de neiging om een ​​hogere k te hebben.

* Moderator: Een materiaal (bijv. Water, grafiet) dat neutronen vertraagt, waardoor ze eerder splijting veroorzaken. De aanwezigheid en het type moderator beïnvloeden K.

* Regelstangen: Staven gemaakt van neutronenabsorberende materialen die kunnen worden ingebracht in de reactorkern om de splijtingssnelheid te regelen en daarom k.

Samenvattend:

* kriticiteit is de toestand waar de kettingreactie zelfvoorzienend is.

* Subcriticality betekent dat de kettingreactie uitsteekt.

* superkriticiteit betekent dat de kettingreactie versnelt.

De kriticiteit van een kernreactor wordt zorgvuldig gecontroleerd en gecontroleerd om een ​​veilige en efficiënte werking te garanderen.