ძირითადი განსხვავება – კონტროლირებადი და უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია
მთავარი განსხვავება კონტროლირებად და უკონტროლო ჯაჭვურ რეაქციებს შორის არის ის, რომ კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქციები არ იწვევს რაიმე ფეთქებად ეფექტს, ხოლო უკონტროლო ჯაჭვური რეაქციები იწვევს ფეთქებადი ენერგიის გამოყოფას.
ტერმინები კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქციები და უკონტროლო ჯაჭვური რეაქციები განხილულია ბირთვული ქიმიის ქვეშ. ბირთვული ჯაჭვური რეაქცია ხდება მაშინ, როდესაც ერთი ბირთვული რეაქცია იწვევს შემდგომში სხვა ბირთვული რეაქციების პროგრესირებას. ეს ჯაჭვური რეაქციები ათავისუფლებს ძალიან დიდ ენერგიას.
რა არის კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქცია?
კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქცია არის ბირთვული რეაქციების ჯაჭვი, რომელიც შემდგომში მიმდინარეობს კონტროლირებად პირობებში. მოდით გავიგოთ ეს კონცეფცია, მაგალითად, ბირთვული დაშლის რეაქციების გამოყენებით. დაშლის ჯაჭვური რეაქცია ხდება მაშინ, როდესაც ნეიტრონი და დაშლილი იზოტოპი ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. ეს ურთიერთქმედება იწვევს ზოგიერთი ნეიტრონის გათავისუფლებას დაშლის ბირთვიდან. ამ გამოთავისუფლებულ ნეიტრონებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება სხვა დაშლის იზოტოპებთან და გამოიწვიოს შემდგომი დაშლის რეაქციების დაწყება. როდესაც ეს რეაქციები კონტროლდება და რეგულირდება სწორად, მას ეწოდება კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქცია. კონტროლირებადი დაშლის რეაქციები შეიძლება განხორციელდეს მოდერატორების თანდასწრებით.
ატომური ელექტროსადგურები იყენებენ კონტროლირებად ჯაჭვურ რეაქციებს. იქ ჯაჭვური რეაქციები კონტროლდება ბირთვული რეაქციების სიჩქარის კონტროლით. კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქციები ადვილად შეიძლება გარდაიქმნას უკონტროლო ფორმად. რეაქციების კონტროლი შესაძლებელია გამოყენებული საწყისი მასალის რაოდენობის რეგულირებით (დაშლელი იზოტოპი).მაგალითად, თუ გამოყენებული ურანის რაოდენობა მაღალია, მაშინ რეაქციის სიჩქარეც მაღალი იქნება, რადგან მაშინ დიდია ნეიტრონის ურთიერთქმედების ალბათობა გაყოფილ იზოტოპთან. შემდეგ რეაქცია უკონტროლო ხდება. ასევე, რეაქციის დროის რეგულირებით, ბირთვული ჯაჭვის რეაქცია შეიძლება გადაიზარდოს კონტროლირებად რეაქციად. როდესაც რეაქციის დრო მცირდება, ნეიტრონის დაშლის იზოტოპთან ურთიერთქმედების ალბათობა დაბალია. მაშინ რეაქცია ადვილად კონტროლდება.
რა არის უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია?
უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია არის ბირთვული რეაქციების ჯაჭვი, რომელიც ხდება შემდგომში, მაგრამ არა კონტროლირებად პირობებში. ამიტომ, უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია შეიძლება გახდეს ძალიან ფეთქებადი. ეს იმიტომ ხდება, რომ ამ რეაქციებს შეუძლია ერთდროულად გამოათავისუფლოს ძალიან დიდი რაოდენობით ენერგია.
სურათი 01: უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია
მაგალითად, რადიოაქტიური იზოტოპი ურანი-235 შეიძლება გაიაროს ბირთვული დაშლა, რომელიც ნელა ათავისუფლებს ნეიტრონს. ერთი იზოტოპი ათავისუფლებს სამ ნეიტრონს ერთდროულად. ამ სამ ნეიტრონს შეუძლია რეაგირება ურანი-235-ის სამ სხვა იზოტოპთან, რომლებიც ათავისუფლებენ 9 ნეიტრონს (თითო იზოტოპზე 3 ნეიტრონი). ანალოგიურად, ჯაჭვური რეაქცია პროგრესირებს და გამოყოფს ენერგიის ძალიან დიდ რაოდენობას. ეს უკონტროლო ბირთვული ჯაჭვური რეაქციები გამოიყენება ბირთვულ ბომბებში.
რა განსხვავებაა კონტროლირებად და უკონტროლო ჯაჭვურ რეაქციას შორის?
კონტროლირებული vs უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია |
|
| კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქცია არის ბირთვული რეაქციების ჯაჭვი, რომელიც შემდგომში მიმდინარეობს კონტროლირებად პირობებში. | უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია არის ბირთვული რეაქციების ჯაჭვი, რომელიც ხდება შემდგომში, მაგრამ არა კონტროლირებად პირობებში. |
| კომპონენტები | |
| კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქცია ტარდება მოდერატორების თანდასწრებით. | უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია ტარდება მოდერატორების არარსებობის შემთხვევაში. |
| კონტროლის ზომები | |
| ბირთვული ჯაჭვური რეაქცია გარდაიქმნება კონტროლირებად ჯაჭვურ რეაქციად არსებული რღვევის იზოტოპების რაოდენობის რეგულირებით, რეაქციის დროის შემცირებით და მოდერატორების გამოყენებით. | უკონტროლო ჯაჭვურ რეაქციას არ გააჩნია კონტროლის ზომები. |
| აპლიკაციები | |
| კონტროლირებული ჯაჭვური რეაქციები გამოიყენება ატომურ ელექტროსადგურებში ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად. | უკონტროლო ჯაჭვური რეაქციები გამოიყენება ბირთვულ ბომბებში. |
რეზიუმე – კონტროლირებადი vs უკონტროლო ჯაჭვური რეაქცია
ბირთვული ჯაჭვური რეაქციები გვხვდება ძირითადად ბირთვული დაშლის რეაქციებთან დაკავშირებით. ბირთვული დაშლა არის არასტაბილური ატომის ბირთვის დაშლა. განსხვავება კონტროლირებად და უკონტროლო ჯაჭვურ რეაქციებს შორის არის ის, რომ კონტროლირებადი ჯაჭვური რეაქციები არ იწვევს რაიმე ფეთქებადი ეფექტს, ხოლო უკონტროლო ჯაჭვური რეაქციები იწვევს ფეთქებადი ენერგიის გამოყოფას.
