連鎖反応。 連鎖反応の条件

エネルギーの特殊な形式です - 相対性理論は、質量はと言います。 このことから、塊にエネルギーやエネルギーに質量を変換することが可能であるということになります。 intraatomicレベルでは、そのような反応が起きます。 具体的には、原子核の質量の一部が十分なエネルギーに変わることができます。 これは、いくつかの方法で行われます。 まず、コアが小さい核の数に別れることがあり、この反応は、「崩壊」と呼ばれています。 第二に、より小さなカーネルは簡単に、より大きな取得するために接続することができます - この合成反応を。 宇宙では、そのような反応は珍しくありません。 星のエネルギー源 - 核融合反応と言えば十分です。 しかし、崩壊の反応はと人類が使用し 、原子炉 の人々は、これらの複雑なプロセスを制御することを学んだよう。 しかし、連鎖反応は何ですか？ それを管理する方法は？

何が原子の核内で起こります

連鎖反応 - 他の原子核と素粒子又は核の衝突で実行中のプロセス。 なぜ「鎖」はありますか？ シーケンシャル単一核反応のこのセット。 カーネル内の量子状態の核子と組成の変更がある。このプロセスの結果として、でも新しい粒子を出現 - 反応の生成物を。 連鎖反応、あなたが核と粒子と原子核との相互作用のメカニズムを探求することを可能にするの物理学 - 新しい要素や同位体の生産のための主な方法。 連鎖反応を理解するために、我々は最初のシングルに対処しなければなりません。

どのような反応のために必要とされています

このような処理を実現するために、連鎖反応として、強力な相互作用（約1フェルミ）の半径の距離で粒子（コア及び核子二つのコア）を結集することが必要です。 距離が大きい場合には、荷電粒子の相互作用は、純粋にクーロンです。 核反応では、すべての法律に準拠した：エネルギーの保全、勢いの瞬間、バリオン担当。 連鎖反応は、記号A、B、Dで示されています。 入射粒子 - - Aは出発コア、Bを表す新たな放射粒子、及びDは、得られたコアを表します。

反応のエネルギー

連鎖核反応は、反応後に、その前に、粒子の質量差に等しい、エネルギーの吸収および放出の両方を行うことができます。 吸収されたエネルギーは、衝突の最小の運動エネルギー、それが自由に流れることができる、いわゆる閾値核反応を決定します。 この閾値は、相互作用に関与粒子に依存し、その特性上。 初期段階では、全ての粒子が所定の量子状態にあります。

反応

核に衝突する荷電粒子の主な供給源は、 粒子加速器、陽子、重イオンと軽核のビームを可能にします。 低速中性子は、原子炉を使用して作成します。 合成及び減衰の両方 - 入射荷電粒子の定着のための核反応の様々なタイプを使用することができます。 それらの確率は、衝突粒子のパラメータに依存します。 この確率は、このような特性を関連付けられているから、反応の断面 - 入射粒子の標的としてのコアを特徴と実効面積の値は、粒子が核に進入し、相互作用の確率の尺度です。 反応は非ゼロスピン値を有する粒子に参加している場合、セクションは、それらの配向に直接依存します。 入ってくる粒子のバックは完全にランダムに配向し、そして多かれ少なかれ整然とされていないので、すべての微粒子が分極されています。 スピン志向の定量的特性は、偏光ベクトルを説明しています。

反応機構

連鎖反応とは何ですか？ すでに述べたように、それは単純な一連の反応です。 入射粒子とコアとの相互作用の詳細は、質量、電荷、運動エネルギーに依存します。 相互作用は時に衝突励起された核の自由度によって決まります。 すべてのこれらの機構の制御を獲得すると、制御された連鎖反応のようなプロセスを可能にします。

直接反応

ターゲット核をヒット荷電粒子が、ちょうどそれに触れた場合は、衝突の継続時間は、核半径距離を克服することが必要です。 この核反応を直接呼ばれます。 このタイプのすべての反応のための一般的な特性は、自由度の数が少ないの開始です。 このプロセスでは、最初の衝突粒子の後、まだ核の魅力を克服するのに十分なエネルギーを持っています。 例えば、そのような相互作用は、非弾性中性子散乱として、交換を充電し、直線状です。 「全断面」かなり悲惨と呼ばれる特性のようなプロセスの寄与。 しかし、製品の流通ラインは、ビーム方向の角度の放出の確率を決定するために核反応を通過 量子数の 選択移入状態を、その構造を決定します。

前平衡放射

粒子は最初の衝突後の原子力協力の分野を残さない場合は、連続した衝突のカスケードに関与することになります。 これは連鎖反応と呼ばれている、まさに実際にあります。 結果として、このような状況は、粒子の運動エネルギーは、カーネルの構成部品間に分散されています。 核の非常に同じ状態が徐々にはるかに複雑になります。 このプロセスの間にいくつかの核子またはクラスタ全体（核子のグループ）にエネルギーを集中させることができる、それが核から核子を放出するために十分です。 さらなる緩和は、統計的平衡と化合物の核の形成をもたらします。

連鎖反応

連鎖反応とは何ですか？ その構成部分のこのシーケンス。 荷電粒子によって引き起こさすなわち、複数の連続した単一核反応は、前のステップでの反応生成物として表示されます。 連鎖反応は何と呼ばれますか？ 例えば、複数の核分裂イベントは前回によって得て開始重い原子核の核分裂は、中性子を減衰します。

連鎖反応の特長

すべての化学反応の中には、広い流通チェーンを受け取りました。 未使用の接続を持つ粒子は、フリーラジカルまたは原子の役割を果たしています。 このプロセスでは、連鎖反応として、そのコースのメカニズムがクーロン障壁を有し、吸収時に核を励起する中性子を提供します。 培地は必要粒を表示された場合、それが原因キャリア粒子の損失に鎖の切断を続ける後続の変換の連鎖を引き起こします。

なぜ失われたキャリア

キャリア粒子の連続連鎖反応の損失のための唯一の2つの理由があります。 最初は、二次電子放出過程なしに粒子の吸収です。 第二 - チェーンプロセスをサポートする物質の範囲内の粒子を残します。

プロセスの二つのタイプ

ユニットは、各期間連鎖反応において単独粒子キャリア生まれている場合、このプロセスは分岐していないと呼ぶことができます。 これは、大規模でのエネルギーの解放につながることができません。 多くのキャリア粒子が存在する場合、それは分岐鎖状の反応と呼ばれています。 分岐と連鎖反応とは何ですか？ 二次粒子の以前の行為に受信した1つは、チェーンの前に始まっ続けますが、他の人も出て分岐する新しい反応を作成します。 このプロセスは、プロセスを競合されますと破損につながります。 結果の状況は、特定の重要なと限界現象を生じさせます。 例えば、より純粋により新しいチェーンの継続すれば、反応セルフサポートは不可能です。 彼女は、人為的に粒子の中所望の数に導入する励起しても、プロセスはまだ（通常、非常に迅速）時間をかけてフェードインします。 新しいチェーンの数は、切断の数を超過する場合は、連鎖反応が材料全体に広がるために開始されます。

臨界状態

重要な領域は、問題の高度な自立連鎖反応と、この反応は全く不可能である地域の条件状態を分離されています。 このパラメータは、新しい回路の数と可能な切断の数との間の平等ことを特徴としています。 粒子を含まないキャリア臨界状態の存在と同様に、リスト内の主要項目である「連鎖反応条件」。 この条件の達成が可能な多くの要因によって決定することができます。 重元素核を分割する唯一の中性子によって励起されます。 このプロセスの結果として、核分裂の連鎖反応として、より多くの中性子があります。 したがって、この方法は担体および中性子が作用する分岐反応を生成することができます。 （損失率）が変速再生のキャリア粒子を補償される中性子の割合は、分裂または逸脱することなく、キャプチャ場合、連鎖反応が定常モードで進行します。 この式は、増倍率を示しています。 ケースでは、上記1に等しいです。 では 、原子力発電 導入による 負帰還の エネルギー放出の速度と増倍率との核反応の制御を実現することができます。 この比率が1より大きい場合、反応が指数関数的に展開していきます。 核兵器に使用される制御不能な連鎖反応。

エネルギー分野での連鎖反応

反応器の反応性は、その活性領域で起こる多数のプロセスによって決定されます。 すべてのこれらの影響は、反応性の、いわゆる係数によって決定されます。 （グラファイトに、冷却剤、ウランなど）の温度係数によって特徴付けられるような連鎖反応のようなグラファイトロッド、冷却剤又は反応器及びパーコレーションプロセスの強度のウラン反応の温度変化の影響。 電源の特性の依存性は、蒸気パラメータの気圧の指標に応じて、もあります。 別に一つの要素を変換する必要が反応器内で核反応を維持します。 結果として、分割コアの残りの原因となります、素粒子の数の減衰から身を分割して割り当てることができる物質の存在 - このためには、アカウントに連鎖反応の流れの状態を取ることが必要です。 そのような物質は、多くの場合、ウラン238、ウラン235、プルトニウム239を使用している通り。 これらの要素の連鎖反応同位体の通過の間に崩壊し、二つ以上の他の化学物質を形成するであろう。 このプロセスでは、それは、「ガンマ」線、集中的なエネルギー放出、いわゆる放射される反応を継続することが可能な作用を二、三の中性子が形成されています。 崩壊した原子の核への順序で、これらの粒子は一定の速度で飛行する必要があるため、低速と高速中性子を区別。