Massa crítica em física

Fissão nuclear - conhecimento de física brevemente apresentado

• Os dois químicos Otto Hahn e Friedrich Straßmann descobriram junto com a física Liese Meitner em 1939 que um núcleo de um certo isótopo de urânio (ou seja, urânio-235) dividido em dois núcleos de detritos de peso médio quando bombardeado com nêutrons lentos sai. Os produtos da fissão são principalmente radioativos (devido ao seu excesso de nêutrons).
• Investigações mais detalhadas algum tempo depois mostraram que essa divisão não foi apenas energiaque foi armazenado no núcleo é liberado, mas também 2-3 nêutrons.
• Os nêutrons liberados durante a fissão nuclear podem dividir mais núcleos de urânio, com mais nêutrons sendo liberados.
• Se houver núcleos de urânio suficientes, o processo cresce como uma avalanche - ocorre uma reação em cadeia na qual enormes quantidades de energia são liberadas (palavra-chave: bomba atômica).
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Massa crítica - o que é?

• O pré-requisito para a reação em cadeia física durante a fissão é, naturalmente, que os nêutrons que são liberados, por sua vez, se dividam os núcleos de urânio.


Do que é feita uma bomba atômica?

Você tem a garantia de não cometer um erro quando questionado sobre do que é feita uma bomba atômica ...

• Para fazer isso, no entanto, algumas condições devem ser atendidas: Os nêutrons não devem ser causados ​​por outras reações (por exemplo, B. Captura por outros núcleos atômicos ou captura de parede) ainda estão perdidos ao ar livre, ou seja, podem escapar do material contendo urânio.
• A opção mais fácil é, portanto, levar tanto material físsil (urânio-235) que os nêutrons que são produzidos continuam voltando encontrar material físsil, ou seja, encontrar um novo parceiro de reação em seu caminho através do material antes de deixá-lo ou de outra forma reagir.
• Claro, isso pode ser alcançado tendo uma quantidade mínima de material físsil.
• Se essa massa for esférica, a massa crítica é a quantidade de material físsil que é pelo menos necessária para que a reação em cadeia ocorra.
• A massa crítica para o Urânio-235 puro (!) É cerca de 50 kg, os materiais físseis enriquecidos são correspondentemente mais.
• Tampas especiais feitas de material refletor de nêutrons reduzem naturalmente essa massa crítica, de modo que cerca de 15 kg de U-235 e cerca de 4,4 kg do plutônio também físsil como massa crítica (técnico-militar, ou seja, para uma explosão nuclear) suficiente.