0 просмотров

разница.minaprem.com

Различия по темам, связанным с машиностроением

Разница между тепловым нейтроном и быстрым нейтроном

Пинту 24.10.2019 Атомная электростанция

Нейтрон — это субатомная частица, расположенная внутри ядра атома. Он электрически нейтрален (т. е. незаряженная частица) и имеет массу немного большую, чем у протона. Нейтроны вместе с протонами называются нуклонами. Когда нейтрон остается внутри ядра, он остается очень стабильным и может быть выброшен только путем ядерной трансмутации. Однако когда нейтрон остается вне ядра, он становится крайне нестабильным и подвергается радиоактивному распаду на протон, электрон и антинейтрино с периодом полураспада около 10 минут. Такой нейтрон называется свободным нейтроном. Этот свободный нейтрон имеет несколько применений, наиболее заметным из которых является инициирование реакции ядерного деления. При делении более тяжелое ядро ​​распадается на два или более легких ядра, когда первое бомбардируется высокоскоростными нейтронами. Хотя для этой цели можно использовать и другие субатомные частицы, наиболее подходящим является свободный нейтрон. Согласно статистике Максвелла-Больцмана, любая газообразная частица (атом или молекула), имеющая температуру выше абсолютного нуля (0 К), обладает определенной скоростью и кинетической энергией благодаря беспорядочному движению. Свободный нейтрон также следует этому распределению Максвелла – Больцмана.Следовательно, чем выше температура свободного нейтрона, тем выше будет его скорость и соответствующая ему кинетическая энергия.

Статья в тему:  Почему наше ядерное оружие можно взломать

Основываясь на энергии свободного нейтрона, его можно разделить на несколько групп, каждая из которых состоит из диапазона энергии нейтрона. Холодные нейтроны, тепловые нейтроны, кадмиевые нейтроны, медленные нейтроны, быстрые нейтроны и т. д. — это несколько групп свободных нейтронов, имеющих разные диапазоны энергии. По определению, тепловой нейтрон — это свободный нейтрон с кинетической энергией около 0,025 эВ, что указывает на скорость около 2,2 км/с при 20°C. Он обеспечивает очень высокое сечение деления (указывает на вероятность начала реакции деления) в сторону изотопа урана-235. Таким образом, он обычно используется в реакторах атомных электростанций для инициирования реакции ядерного деления. Такой реактор называется тепловым реактором. Ядерные электростанции деления на тепловых реакторах из-за высокого сечения деления требуют низкого обогащения (3 – 5%) уранового топлива. С другой стороны, быстрый нейтрон имеет диапазон энергий от 1 до 10 МэВ, что соответствует скорости порядка 20 000 км/с. Он имеет низкое сечение деления по изотопам U-235, поэтому в быстрых реакторах требуется высокообогащенное урановое топливо (15–20%), чтобы компенсировать потери в сечении. Все мгновенные нейтроны, образующиеся в каждой реакции деления, являются быстрыми нейтронами. Таким образом, в тепловых реакторах требуется замедлитель, чтобы замедлить скорость таких мгновенных нейтронов, прежде чем позволить им столкнуться с другим ядром, чтобы продолжить цепную реакцию. Однако в быстрых реакторах замедлитель не требуется, поскольку такие реакторы основаны только на быстрых нейтронах. Различные сходства и различия между тепловым нейтроном и быстрым нейтроном представлены ниже в виде таблицы.

Статья в тему:  Как защититься от ядерной атаки

Сходства между тепловым нейтроном и быстрым нейтроном

  • Оба термина связаны только со свободными нейтронами (т.е. нейтронами, которые не находятся внутри ядра какого-либо атома).
  • Оба типа нейтронов не имеют заряда (т.е.электрически нейтральным). В самом деле, нейтрон, находясь внутри ядра атома, остается электрически нейтральным (электрон заряжен отрицательно, а протон положительно).
  • Оба типа нейтронов имеют одинаковую массу покоя (приблизительно 1,6749 × 10–27 кг).
  • Оба нейтрона способны инициировать ядерную реакцию деления; однако соответствующая вероятность широко варьируется. Соответственно, оба типа нейтронов можно использовать в реакторах атомных электростанций. Однако конструкция и принцип работы теплового реактора отличаются от реактора на быстрых нейтронах.
  • Оба типа нейтронов опасны для здоровья человека.

Разница между тепловым нейтроном и быстрым нейтроном

Тепловой нейтронБыстрый нейтрон
Тепловой нейтрон остается в тепловом равновесии с окружающими молекулами при нормальной температуре и давлении (NTP). Это указывает на то, что средняя кинетическая энергия одного теплового нейтрона такая же, как у любой молекулы газа при 20°C.Быстрый нейтрон не существует в тепловом равновесии с окружающими молекулами при нормальной температуре и давлении (NTP).
Свободный тепловой нейтрон имеет энергию порядка 0,025 эВ (возможны незначительные отклонения).Быстрые нейтроны имеют значительно более высокую энергию, в диапазоне 1 – 20 МэВ.
Скорость теплового нейтрона близка к 2,2 км/с.Быстрый нейтрон имеет очень высокую скорость, обычно порядка 2×10 4 км/с.
Все такие ядерные реакторы, работающие преимущественно на тепловых нейтронах, называются тепловыми реакторами.Все такие ядерные реакторы, работающие преимущественно на быстрых нейтронах, называются быстрыми реакторами.
Тепловой нейтрон предлагает очень высокое поперечное сечение деления (около 583 амбаров) по отношению к урану-235 (это наиболее распространенный изотоп топлива для ядерных реакторов).Быстрые нейтроны обладают очень низким поперечным сечением деления (около 1 амбара) по отношению к урану-235. Таким образом, требуется очень высокое обогащение топлива для быстрых реакторов.
Мгновенные нейтроны, образующиеся при делении ядер, обычно представляют собой быстрые нейтроны.Таким образом, в тепловых реакторах требуется замедлитель, чтобы замедлить скорость мгновенных нейтронов, чтобы такие нейтроны могли вызвать дальнейшее деление для поддержания цепной реакции.В быстрых реакторах такой замедлитель не требуется, так как такие реакторы работают на быстрых нейтронах (назначение замедлителя — уменьшить скорость нейтрона, т.е. преобразовать быстрый нейтрон в тепловой).
В современном мире тепловые нейтроны широко применяются на атомных электростанциях.Быстрые нейтроны широко применяются в терапии быстрыми нейтронами для лечения рака.
Статья в тему:  Как сделать модель атомной электростанции для школы

Разница между тепловым нейтроном и быстрым нейтроном

использованная литература

  1. Нейтронная физика М. Йетера (Elsevier, 2012).
  2. Нейтроны и связанные с ними проблемы гамма-излучения Э. Амальди, У. Фано, Л. В. Спенсер, М. Дж. Бергер (Springer Science and Business Media, 2012).
  3. Раковая нейтронозахватная терапия Ю. Мисимы (Springer Science and Business Media, 2013).

Связанные различия:

  • Разница между пластичным и хрупким материалом
  • Разница между EBM и LBM — обработка электронным лучом и лазерным лучом
  • Разница между изотопами урана-235 и урана-238
  • Разница между интерстициальным дефектом и замещающим дефектом
  • Разница между теплом и температурой
  • Разница между металлом сварного шва и зоной термического влияния (ЗТВ)
  • Разница между LBM и IBM — обработка лазерным лучом и обработка ионным лучом
  • Разница между CHM и ECM — химическая и электрохимическая обработка
  • Разница между науглероживанием или восстановительным пламенем и окислительным пламенем
  • Разница между EDM и ECM — электроразрядная и электрохимическая обработка
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector