O que é massa crítica?
A massa crítica é um conceito que se encontra ao discutir material nuclear. Em resumo, a massa crítica de um material é a quantidade necessária para continuar uma reação nuclear após o início. Os materiais fissiles são capazes de sustentar uma reação quando começar. Como a reação pode ser sustentada, o material pode ser usado para determinados fins. Esses propósitos incluem a fabricação de armas nucleares e a criação de reatores para gerar energia. Os materiais físsil mais utilizados são urânio-233, urânio-235 e plutônio-239. Esses três materiais atendem aos critérios de um material fissionável, permanecem por um tempo razoavelmente longo e podem ser encontrados em quantidades suficientemente grandes para torná -los para combustível prático. Em uma reação, um átomo do material físsil-Digamos que o urânio-235-captura um nêutron à medida que passa. Isso faz com que o átomo se divida em dois átomos menores e, no processo, lança mais dois ou três nêutrons. Esses nêutrons então voam e são capturados por outros átomos de urânio-235, que por sua vez se dividem e enviam mais dois ou três nêutrons. Tudo isso acontece em uma quantidade muito, muito pequena de tempo e libera enormes quantidades de energia.
O conceito de massa crítica é importante, porque para que essa reação continue e libere enormes quantidades de energia, deve haver material físsil suficiente presente que possa continuar. Se a massa crítica não for alcançada, os nêutrons presentes diminuirão horas extras, tornando uma reação nuclear cada vez menos provável ao longo do tempo. Estritamente falando, o termo massa crítica é usada para descrever o estado de equilíbrio no qual há material físsil suficiente presente paraMantenha a quantidade de nêutrons aproximadamente a mesma, mas a reação não gera mais. Freqüentemente, no entanto, a massa crítica é usada para descrever o que é chamado de massa super-crítica, quando está presente o suficiente para que os nêutrons continuem colidindo com átomos fissiles e liberando mais nêutrons, gerando energia e calor.
Para usar material físsil em uma arma nuclear, é obviamente importante que o material seja mantido abaixo da massa crítica - caso contrário, a bomba detonaria imediatamente. Geralmente, dois pedaços de material são mantidos separados na massa subcrítica e, quando chegar a hora da bomba ser detonada, eles são reunidos muito duros e muito rapidamente. Eles então criam uma massa super-crítica, e a bomba explode. Se eles não forem reunidos com rapidez suficiente, então uma explosão menor acontece primeiro e sopra as duas peças mais distantes, para que a grande explosão nunca ocorra - isso é frequentemente referido como um Fizzle.
massa crítica é diferentedependendo do material que está sendo usado. No caso de urânio-233, a massa crítica é de cerca de 15 kg (15 kg). No caso de urânio-235, a massa crítica é de cerca de 115 libras (52 kg). E no caso do plutônio-239, a massa crítica é de cerca de 22 libras (10 kg). Isso pode parecer um pouco, mas lembre -se de que esses materiais são extremamente densos. Com a maioria dos materiais nucleares, uma esfera não muito maior que uma bola de beisebol atingirá massa crítica e causará uma enorme explosão.