Masse critique – Wikipedia
Masse critique Dans la physique centrale et la technologie nucléaire, la masse minimale d’un objet composé d’une toison, à partir de laquelle la production efficace de neutrons peut maintenir une réaction en chaîne du fractionnement nucléaire.
La masse critique a beaucoup de matériel de division en moyenne des neutrons qui sont libérés sur chaque fractionnement nucléaire exactement un déclenche une nouvelle division; Les neutrons restants quittent l’objet ou sont absorbés sans déclencher davantage. La vitesse de réaction est constante, le facteur de multiplication est 1 – on parle de critique. Si la masse existante dépasse la masse critique, plus d’une autre scission est déclenchée par division, de sorte que la vitesse de réaction augmente. Un en parle alors d’un masse trop délicate . De manière analogue, un milieu multiplicateur est mentionné avec un facteur de multiplication sous 1 comme sous-critique .
La masse critique dépend de divers facteurs, principalement:
- le matériau flotteable utilisé (mélange nuclide ou nucléide),
- la densité et la forme de l’objet,
- la présence de substances modérateurs ou neutrons
- Et la présence d’un réflecteur à neutrons autour de l’objet.
Plus la densité est élevée, plus la masse critique est faible. La moindre masse critique est requise si l’objet est en forme sphérique. Dans le cas des formes qu’une balle, la masse critique augmente parce que le rapport de la surface et donc la perte de neutrons augmente dans le monde extérieur.
Un absorbeur à neutrons élargit la masse critique, un modérateur ou un réflecteur à neutrons entourant l’objet.
Les informations de la table dans les masses critiques de différents nucléides se réfèrent généralement à une boule non compressée homogène en matériau pur sans réflecteur. Dans la liste suivante, celles-ci sont résumées avec la masse critique réfléchie et non réflexion pour les systèmes rapides et non modulés. Sauf indication contraire, les données proviennent d’une compilation de l’IRSN français. [d’abord]
| Nucléide | Masse critique | Ceux | ||
|---|---|---|---|---|
| peu rald (kg) |
reflété (20 cm h 2 O) (kg) |
reflété (acier de 30 cm) (kg) |
||
| 229 Thorium | 2839 | 2262 | 994 | |
| 231 Protactinium | 580–930 ? | ? | ? | |
| 233 Carrière | 16.5 | 7.3 | 6.1 | [2] |
| 234 Carrière | 145 | 134 | 83 | |
| 235 Carrière | 49.0 | 22.8 | 17.2 | [3] |
| 235 Neptunium | 66.2 | 60 | 38.8 | |
| 236 Neptunium | 6.79 | 3.21 | 3.3 | |
| 237 Neptunium | 63,6–68,6 | 57,5–64,6 | 38.6 | [4] |
| 236 Plutonium | 8.04–8,42 | 5.0 | 3,74–4,01 | |
| 237 Plutonium | 3.1 | 1.71 | 1.62 | |
| 238 Plutonium | 9.04–10.31 | 7.35 | 4.7 | [5] |
| 239 Plutonium | 10.0 | 5.42–5,45 | 4.49 | [2] |
| 240 Plutonium | 35,7–39,03 | 32,1–34,95 | 18.3–22.6.6 | |
| 241 Plutonium | 12,27–13,04 | 5.87–6,68 | 5.05–5,49 | |
| 242 Plutonium | 85.6 | 78.2 | 36,2–48,1 | |
| 241 Amicium | 57.6–75.6.6 | 52,5–67.6.6 | 33.8–44.0 | |
| 242m Amicium | 9-18 | 3,2–6,4 | 3–4,6 | [4] |
| 243 Amicium | 50–209 | 195 | 88–138 | [4] |
| 242 Curium | 24,8–371 | 17-260 | 7-231 | |
| 243 Curium | 7.4–8.4 | 2.8 | 2,8–3,1 | |
| 244 Curium | 23,2–33,1 | 22.0–27,1 | 13.2–16.81 | |
| 245 Curium | 6.7–12 | 2,6–3,1 | 2,7–3,5 | [6] |
| 246 Curium | 38,9–70 | 33.6 | 22–23,2 | [6] |
| 247 Curium | 7 | 3.5 | 2.8–3.0 | [6] |
| 248 Curium | 40.4 | 34.7 | 21.5 | |
| 250 Curium | 23.5 | 21.4 | 14.7 | |
| 247 Bosse | 75.7 | 41.2 | 35.2 | |
| 249 Bosse | 192 | 179 | 131 | |
| 249 Californium | 5.91 | 2.28 | 2.39 | |
| 250 Californium | 6.55 | 5,61 | 3.13 | |
| 251 Californium | 5.46–9 | 2.45 | 2.27 | [7] |
| 252 Californium | 5.87 | 2.91 | 3.32 | |
| 254 Californium | 4.27 | 2.86 | 2.25 | |
| 254 Einsteinium | 9.89 | 2.26 | 2.9 | |
Ces données sont principalement calculées théoriquement. Les données expérimentales sont disponibles uniquement pour certains isotopes d’uranium, de neptunium et de plutonium. Les incertitudes parfois significatives peuvent être expliquées des sections croisées insuffisamment connues des nucléides individuels. Apparemment, les données exactes dans ce tableau sont également avec de grandes incertitudes. Il existe des données contradictoires quant à savoir si 231 L’AP peut maintenir une réaction en chaîne. Aussi pour 228 Ce n’est pas sûr et ne peut pas être vérifié sur la base des données connues du public (12/2008). Selon les géométries, ces données concernent des divisions rapides. Dans une solution aqueuse, la masse critique pour certains nucléides peut être réduite de plus d’une taille. Pour le nucléde 248 Bk, 248 Cf, 252 Ça et 258 MD n’a pas de données évaluées. 257 FM est capable de maintenir une réaction en chaîne, mais les données sur la masse critique ne sont pas disponibles. [d’abord]
Milieu: En élargissant le volume, le rapport de surface au volume devient plus petit et donc la perte de neutrons par unité de volume. La balle devient critique à une certaine masse (voir tableau).
Ci-dessous: couvrant le matériau fissile avec un réflecteur à neutrons, il devient trop délicat.
Dans une arme de base, deux sections sous-critiques, ou z. B. Une boule creux sous-critique, à l’aide d’un dispositif explosif chimique assemblé pour former une masse rapide. Afin de s’entendre avec les plus petites quantités possibles de colonnes, diverses techniques sont utilisées:
- Compression
- En raison de l’explosion chimique, le matériau est rapidement comprimé en boule, de sorte que l’augmentation de la densité entraîne la masse critique.
- Réflecteur à neutrons
- La masse critique peut être réduite par un réflecteur à neutrons. Cependant, le poids total d’une telle construction est relativement élevé.
Selon la taille, un réacteur de base contient également un multiple de la masse critique de lipide. Cependant, la colonne est disposée spatialement distribuée et entrecoupée d’autres matériaux, par ex. B. avec des nucléides non ajustés, des tuyaux d’enveloppe, du liquide de refroidissement, du matériau d’absorbeur à neutrons mais également avec des modérateurs. Des critiques non contrôlées sont empêchées ici par plusieurs propriétés et installations de sécurité indépendantes, qui peuvent soit rendre le réacteur sous-critique en retirant le modérateur, soit en introduisant des absorbeurs – en particulier par les composés cadmiums ou de bore contenus dans les barres fiscales SOP. La critique retardée requise pour l’opération est également fixée au moyen de tiges fiscales pour les réacteurs de performance et la plupart des réacteurs de recherche.
Néanmoins, la création possible d’une masse critique dans la signification décrite ci-dessus, c’est-à-dire une accumulation compacte suffisamment importante de matériau d’espace pur, joue un rôle dans la précaution contre les accidents graves avec fusion. Les conceptions de réacteurs récents ont un capteur de base (capteur de base) pour collecter le corium, qui doit également empêcher le recrutement, c’est-à-dire la nouvelle formation involontaire d’une masse critique en cas de présence possible de modérateurs du réacteur endommagé.
- ↑ un b Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire: Évaluation des données et limites de sécurité de la criticité nucléaire pour les actinides dans le transport , S. 15; Pdf ( Mémento à partir du 18 novembre 2014 Archives Internet ).
- ↑ un b Conception et matériaux d’armes nucléaires; nti.org ( Mémento du 6 juillet 2010 dans Archives Internet )
- ↑ Physique du forum: Bombardement atomique sur Hiroshima ( Mémento à partir du 29 septembre 2007 Archives Internet )
- ↑ un b c Neptunium 237 séparé et américain (PDF; 32 Ko)
- ↑ Mis à jour les estimations de masse critiques pour le plutonium-238
- ↑ un b c Hiroshi Okuno, Hiromitsu Kawasaki: Calculs de masse critiques et sous-critiques du curium-243 à -247 basés sur Jendl-3.2 pour la révision d’ANSI / ANS-8.15 ; est ce que je: 10.1080 / 18811248.2002.9715296 ; wwwsoc.nii.ac.jp ( Mémento à partir du 20 septembre 2010 dans Archives Internet )
- ↑ Arme à neutrons du sous-sol
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