Kontrollitud ja kontrollimatu ahelreaktsiooni erinevus

Põhiline erinevus - kontrollitav vs kontrollimatu ahelreaktsioon
 

võtme erinevus kontrollitud ja kontrollimatu ahelreaktsiooni vahel on see kontrollitud ahelreaktsioonid ei põhjusta plahvatusohtlikku mõju, samas kui kontrollimatu ahelreaktsioonid põhjustavad plahvatusohtliku energia eraldumist.

Termineid kontrollitud ahelreaktsioonid ja kontrollimatu ahelreaktsioonid käsitletakse tuumakeemia all. Tuumaahela reaktsioon toimub siis, kui üks tuumareaktsioon põhjustab hiljem mõne teise tuumareaktsiooni kulgu. Need ahelreaktsioonid vabastavad väga suure energiakoguse.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on kontrollitud ahelreaktsioon
3. Mis on kontrollimatu ahelreaktsioon
4. Kõrvuti võrdlus - kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on kontrollitud ahelreaktsioon?

Kontrollitud ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem kontrollitud tingimustes. Mõistagem seda mõistet, kasutades näiteks tuumalõhustumise reaktsioone. Lõhustumise ahelreaktsioon toimub siis, kui neutron ja lõhustuv isotoop vastastikku mõjutavad. See interaktsioon põhjustab mõnede neutronite eraldumist lõhustuvast tuumast. Need vabastatud neutronid võivad interakteeruda teiste lõhustuvate isotoopidega ja põhjustada järgmiste lõhustumisreaktsioonide algatamise. Kui neid reaktsioone kontrollitakse ja reguleeritakse õigesti, nimetatakse seda kontrollitud ahelreaktsiooniks. Kontrollitud lõhustumisreaktsioone saab läbi viia moderaatorite juuresolekul.

Tuumaelektrijaamad kasutavad kontrollitud ahelreaktsioone. Seal kontrollitakse ahelreaktsioone tuumareaktsioonide kiiruse kontrollimisega. Kontrollitud ahelreaktsioone saab hõlpsasti muuta kontrollimatuks vormiks. Reaktsioone saab kontrollida, reguleerides kasutatud lähtematerjali (lõhustuvat isotoopi) kogust. Näiteks kui kasutatud uraani kogus on suur, on ka reaktsiooni kiirus kõrge, kuna siis on neutronite mõjul lõhustuva isotoobiga interaktsiooni tõenäosus kõrge. Siis muutub reaktsioon kontrollimatuks. Ja ka tuuma ahelreaktsiooni saab reaktsiooni aega reguleerides muuta kontrollitavaks reaktsiooniks. Reaktsiooni aja lühenemisel on lõhustuva isotoobiga neutronite interaktsiooni tõenäosus väike. Siis saab reaktsiooni hõlpsalt kontrollida.

Mis on kontrollimatu ahelreaktsioon?

Kontrollimatu ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem, kuid mitte kontrollitud tingimustes. Seetõttu võib kontrollimatu ahelreaktsioon muutuda väga plahvatusohtlikuks. Seda seetõttu, et need reaktsioonid võivad vabastada korraga väga suure hulga energiat.

Joonis 01: Kontrollimatu ahelreaktsioon

Näiteks radioaktiivne isotoop Uraan-235 võib läbi viia tuuma lõhustumise, vabastades aeglaselt neutroni. Üks isotoop vabastab korraga kolm neutronit. Need kolm neutronit suudavad reageerida veel kolme uraani-235 isotoobiga, vabastades 9 neutronit (3 neutronit iga isotoobi kohta). Samuti edeneb ahelreaktsioon ja eraldub väga suur kogus energiat. Neid kontrollimatuid tuumaahela reaktsioone kasutatakse tuumapommides.

Mis vahe on kontrollitud ja kontrollimatu ahelreaktsiooni vahel?

Kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon
Kontrollitud ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem kontrollitud tingimustes.	Kontrollimatu ahelreaktsioon on tuumareaktsioonide ahel, mis toimub hiljem, kuid mitte kontrollitud tingimustes.
Komponendid
Kontrollitud ahelreaktsioon viiakse läbi moderaatorite juuresolekul.	Kontrollimata ahelreaktsioon viiakse läbi moderaatorite puudumisel.
Kontrollimeetmed
Tuuma ahelreaktsioon muundatakse kontrollitud ahelreaktsiooniks, reguleerides lõhustuvate isotoopide hulka, vähendades reaktsiooni aega ja kasutades moderaatoreid.	Kontrollimatu ahelreaktsioonil pole kontrollmeetmeid.
Rakendused
Tuumaelektrijaamades kasutatakse elektrienergia tootmiseks kontrollitud ahelreaktsioone.	Tuumapommides kasutatakse kontrollimatuid ahelreaktsioone.

Kokkuvõte - kontrollitud vs kontrollimatu ahelreaktsioon

Tuumaahela reaktsioone võib leida peamiselt tuuma lõhustumise reaktsioonide kohta. tuuma lõhustumine on ebastabiilse aatomituuma lagunemine. Erinevus kontrollitud ja kontrollimatu ahelreaktsioonide vahel on see, et kontrollitud ahelreaktsioonid ei põhjusta plahvatusohtlikku mõju, samas kui kontrollimatu ahelreaktsioonid põhjustavad plahvatusohtliku energia eraldumist.

Viide:

1. Ramakrishnan, Dinesh. “Infofavour”. Tuuma lõhustumine - kontrollitud ja kontrollimata lõhustumisreaktsioonid. Saadaval siin
2. “Kontrollitud lõhustumine vs kontrollimatu lõhustumine”. JISIBHLFüüsika - kontrollitud lõhustumine vs kontrollimatu lõhustumine. Saadaval siin 
3. “Tuumaahela reaktsioon.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31. märts 2018. Saadaval siin

Pilt viisakalt:

1. Tuuma lõhustumise ahelreaktsioon. Autor: MikeRun - Oma töö, (CC BY-SA 4.0) Commonsi Wikimedia kaudu