Différence clé - Masse sous-critique vs critique vs supercritique
Les masses sous-critique, critique et supercritique font référence à la quantité de masse d'une matière fissile utilisée dans les réactions nucléaires en chaîne. le différence clé entre la masse sous-critique, critique et supercritique est que la masse sous-critique est la masse d'une matière fissile qui n'est pas suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne, tandis que la masse critique est la masse d'une matière fissile nécessaire pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne, et la masse supercritique d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne.
Une réaction nucléaire en chaîne est une série de réactions de fission. Une réaction de fission nucléaire est le processus de libération d'un neutron à partir d'un noyau atomique instable. Lorsque ce neutron libéré interagit avec un autre isotope instable, le nouvel isotope subit également une fission nucléaire, libérant un autre neutron. De même, une chaîne de réactions se produit.
Qu'est-ce que la masse sous-critique ?
La masse sous-critique est la masse d'une matière fissile qui n'est pas suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. Afin d'initier une réaction de fission en chaîne, il doit y avoir une quantité minimale requise de masse de l'isotope fissile (appelée masse critique). La masse sous-critique est toujours inférieure à celle de la masse critique; par conséquent, la masse sous-critique d'une matière fissile ne peut pas soutenir une réaction de fission en chaîne.
Le nombre de neutrons présents dans une masse sous-critique de matière fissile diminuera de façon exponentielle avec le temps car il n'y a pas suffisamment d'isotopes capables de libérer plus de neutrons en interagissant avec les neutrons existants.
Qu'est-ce que la masse critique ?
La masse critique est la plus petite quantité de masse d'une matière fissile nécessaire pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. La quantité de masse critique dépend des propriétés nucléaires de la matière fissile, de la densité, de la forme et de l'enrichissement de la matière fissile.
Figure 1: La masse des isotopes détermine le nombre de fissions.
La pureté de l'isotope est également importante pour déterminer la quantité de masse critique. Par exemple, si la pureté est élevée, la masse critique est faible. Les facteurs externes qui affectent la valeur de la masse critique sont la température et l'environnement de la matière fissile.
Qu'est-ce que la masse supercritique ?
La masse supercritique d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. Lorsqu'il y a une masse supercritique dans un système ayant des réactions de fission en chaîne, le taux de fission augmentera avec le temps. En effet, la probabilité qu'un neutron interagisse avec un isotope est très élevée, de nombreux isotopes sont présents dans ce système. Cependant, après un certain temps, le système atteint un état d'équilibre auquel la quantité de masse a été abaissée à la masse critique.
Quelle est la différence entre la masse critique sous-critique et la masse supercritique ?
Sous-critique vs critique vs masse supercritique |
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| Masse sous-critique | La masse sous-critique est la masse d'une matière fissile qui n'est pas suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. |
| Masse critique | La masse critique est la plus petite quantité de masse d'une matière fissile nécessaire pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. |
| Masse supercritique | La masse supercritique d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne. |
| Quantité de masse | |
| Masse sous-critique | La masse sous-critique est inférieure à la masse critique. |
| Masse critique | La masse critique est la plus petite quantité de masse requise pour qu'une réaction de fission en chaîne soit initiée. |
| Masse supercritique | La masse supercritique est supérieure à la masse critique. |
| Taux de réaction | |
| Masse sous-critique | La vitesse de réaction diminue avec le temps en présence de masse sous-critique. |
| Masse critique | La vitesse de réaction diminue avec le temps en présence de masse critique. |
| Masse supercritique | La vitesse de réaction diminue avec le temps en présence de masse supercritique. |
Résumé - Masse critique sous-critique vs masse supercritique
Une réaction de fission nucléaire peut initier plusieurs fissions ultérieures qui conduisent à la création de réactions de fission en chaîne. En fonction de la quantité de masse requise pour la progression et pour entretenir une réaction en chaîne, il existe trois types de masses appelées masse sous-critique, masse critique et masse supercritique. le différence clé entre la masse critique sous-critique et la masse supercritique est que la masse sous-critique est la masse d'une matière fissile qui n'est pas suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne, tandis que la masse critique est la masse d'une matière fissile requise pour une réaction nucléaire en chaîne soutenue et une masse supercritique. d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour entretenir une réaction nucléaire en chaîne.
