Différence entre la masse critique critique et la masse supercritique

Différence clé entre la masse sous-critique, critique et supercritique
 

La masse sous-critique, critique et supercritique se réfère à la quantité de masse d'une matière fissile utilisée dans des réactions nucléaires en chaîne. La principale différence entre la masse sous-critique, critique et supercritique est que la masse souscritique est la masse d'une matière fissile qui ne suffit pas à supporter une réaction nucléaire en chaîne alors que la masse critique est la masse d'une matière fissile nécessaire pour soutenir une réaction nucléaire en chaîne, et la masse supercritique d'une matière fissile est la masse la plus qu'assez pour soutenir 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 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 a lieu.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Quelle est la masse sous-critique
3. Quelle est la masse critique
4. Quelle est la masse supercritique
5. Comparaison côte à côte - Masse sous-critique vs critique vs supercritique sous forme tabulaire
6. Résumé

Quelle est la masse sous-critique?

La masse sous-critique est la masse d'une matière fissile qui ne suffit pas à soutenir une réaction nucléaire en chaîne. Afin de déclencher une réaction en chaîne de fission, une masse minimale requise de la masse de l'isotope fissile (appelée masse critique). La masse sous-critique est toujours une quantité inférieure à celle de la masse critique; par conséquent, la masse sous-critique d'une matière fissile ne peut pas supporter une réaction en chaîne de fission.

Le nombre de neutrons présents dans une masse de matière fissile sous-critique diminuera de manière exponentielle avec le temps car il n’ya pas assez d’isotopes capables de libérer plus de neutrons en interagissant avec les neutrons existants..

Quelle est la masse critique?

La masse critique est la plus petite quantité de masse d'une matière fissile nécessaire pour soutenir 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..

Quelle est la masse supercritique?

La masse supercritique d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour supporter une réaction nucléaire en chaîne. Lorsqu'il y a une masse supercritique dans un système ayant des réactions en chaîne de fission, le taux de fission augmentera avec le temps. En effet, la probabilité d'interaction entre un neutron et un isotope est très élevée, de nombreux isotopes sont présents dans ce système. Cependant, après un certain temps, le système obtient un état d'équilibre dans lequel la quantité de masse a été réduite à la masse critique..

Quelle est la différence entre la masse critique critique et la masse supercritique?

Masse souscritique vs critique vs supercritique
Masse souscritique	La masse sous-critique est la masse d'une matière fissile qui ne suffit pas à supporter une réaction nucléaire en chaîne.
Masse critique	La masse critique est la plus petite quantité de matière fissile nécessaire au maintien d'une réaction nucléaire en chaîne.
Masse supercritique	La masse supercritique d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour supporter une réaction nucléaire en chaîne.
Quantité de masse
Masse souscritique	La masse sous-critique est une quantité inférieure à la masse critique.
Masse critique	La masse critique est la plus petite quantité de masse nécessaire pour qu'une réaction en chaîne à fission soit initiée.
Masse supercritique	La masse supercritique est supérieure à la masse critique.
Taux de réaction
Masse souscritique	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 conduisant à la création de réactions en chaîne de fission. Sur la base de la quantité de masse nécessaire à la progression et au maintien d'une réaction en chaîne, il existe trois types de masses appelées masse souscritique, masse critique et masse supercritique. La différence principale entre la masse critique souscritique et la masse supercritique réside dans le fait que la masse souscritique est la masse d’une matière fissile insuffisante pour soutenir une réaction en chaîne nucléaire, tandis que la masse critique est la masse d’une matière fissile nécessaire à une réaction nucléaire en chaîne soutenue et à une masse supercritique. d'une matière fissile est la masse qui est plus que suffisante pour soutenir une réaction nucléaire en chaîne.

Référence:

1. «Critical Mass». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31 mars 2018., Disponible ici.
2. “Qu'est-ce que la masse critique?” Innovateus.net, Disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. “Masse critique” (domaine public) via Wikimedia Commons