Masa crítica en física

Fisión nuclear: conocimiento de la física presentado brevemente

• Los dos químicos Otto Hahn y Friedrich Straßmann descubrieron junto con el físico Liese Meitner en 1939 que un núcleo de un determinado isótopo de uranio (a saber, uranio-235) dividido en dos núcleos de desechos de peso medio cuando se bombardea con neutrones lentos sale de. Los productos de fisión son en su mayoría radiactivos (debido a su exceso de neutrones).
• Investigaciones más detalladas poco tiempo después mostraron que esta división no fue solo energíaque estaba almacenado en el núcleo se libera, pero también 2-3 neutrones.
• Los neutrones liberados durante la fisión nuclear pueden dividir más núcleos de uranio y liberar más neutrones.
• Si hay suficientes núcleos de uranio, el proceso crece como una avalancha: se produce una reacción en cadena en la que se liberan enormes cantidades de energía (palabra clave: bomba atómica).
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Masa crítica: ¿qué es?

• El requisito previo para la reacción física en cadena durante la fisión es, por supuesto, que los neutrones que se liberan, a su vez, dividan los núcleos de uranio.


¿De qué está hecha una bomba atómica?

Tiene la garantía de no cometer un error cuando se le pregunte de qué está hecha una bomba atómica ...

• Sin embargo, para hacer esto, se deben cumplir ciertas condiciones: Los neutrones no deben ser causados ​​por otras reacciones (p. Ej. B. Las trampas por otros núcleos atómicos o las trampas de la pared) todavía se pierden al aire libre, es decir, pueden escapar del material que contiene uranio.
• Por lo tanto, la opción más fácil es tomar tanto material fisionable (uranio-235) que los neutrones que se producen solo sigan regresando. encontrarse con material fisionable, es decir, conocer a un nuevo compañero de reacción en su camino a través del material antes de dejarlo o de otra manera reaccionar.
• Por supuesto, esto se puede lograr teniendo una cantidad mínima de material fisible.
• Si esta masa es esférica, la masa crítica es la cantidad de material fisible que es al menos necesaria para que se produzca la reacción en cadena.
• La masa crítica para el uranio 235 puro (!) Es de unos 50 kg, correspondientemente más materiales fisionables enriquecidos.
• Las cubiertas especiales hechas de material reflectante de neutrones reducen naturalmente esta masa crítica, de modo que alrededor de 15 kg de U-235 y aproximadamente 4,4 kg del plutonio también fisionable como masa crítica (técnico-militar, es decir, para una explosión nuclear) suficiente.