Dallimi kryesor – Reagimi zinxhir i kontrolluar dhe i pakontrolluar
Dallimi kryesor midis reaksioneve zinxhir të kontrolluar dhe të pakontrolluar është se reaksionet zinxhir të kontrolluar nuk çojnë në ndonjë efekt shpërthyes ndërsa reaksionet zinxhir të pakontrolluar çojnë në çlirimin e energjisë shpërthyese.
Termat reaksione zinxhir të kontrolluar dhe reaksione zinxhir të pakontrolluar diskutohen nën kiminë bërthamore. Një reaksion zinxhir bërthamor ndodh kur një reaksion bërthamor shkakton përparimin e disa reaksioneve të tjera bërthamore më pas. Këto reaksione zinxhir çlirojnë një sasi shumë të lartë energjie.
Çfarë është reaksioni zinxhir i kontrolluar?
Një reaksion zinxhir i kontrolluar është një zinxhir reaksionesh bërthamore që zhvillohen më pas në kushte të kontrolluara. Le ta kuptojmë këtë koncept duke përdorur reaksionet e ndarjes bërthamore si shembull. Një reaksion zinxhir i ndarjes ndodh kur një neutron dhe një izotop i zbërthyer ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Ky ndërveprim shkakton lirimin e disa neutroneve nga bërthama e zbërthyer. Këto neutrone të çliruara mund të ndërveprojnë me izotope të tjerë të zbërthyer dhe të shkaktojnë fillimin e reaksioneve të mëpasshme të ndarjes. Kur këto reaksione kontrollohen dhe rregullohen siç duhet, quhet një reaksion zinxhir i kontrolluar. Reaksionet e kontrolluara të ndarjes mund të kryhen në prani të moderatorëve.
Trancat bërthamore përdorin reaksione zinxhir të kontrolluar. Atje, reaksionet zinxhir kontrollohen duke kontrolluar shpejtësinë e reaksioneve bërthamore. Reaksionet zinxhir të kontrolluara lehtë mund të shndërrohen në formë të pakontrolluar. Reaksionet mund të kontrollohen duke rregulluar sasinë e materialit fillestar të përdorur (izotopi i zbërthyeshëm). Për shembull, nëse sasia e Uraniumit të përdorur është e lartë, atëherë shpejtësia e reagimit do të jetë gjithashtu e lartë sepse atëherë probabiliteti që një neutron të ndërveprojë me një izotop të zbërthyer është i lartë. Pastaj reagimi bëhet i pakontrollueshëm. Dhe gjithashtu, duke rregulluar kohën e reaksionit, një reaksion zinxhir bërthamor mund të shndërrohet në një reaksion të kontrolluar. Kur koha e reaksionit zvogëlohet, probabiliteti që një neutron të ndërveprojë me një izotop të zbërthyer është i ulët. Atëherë reagimi mund të kontrollohet lehtësisht.
Çfarë është reaksioni zinxhir i pakontrolluar?
Një reaksion zinxhir i pakontrolluar është një zinxhir reaksionesh bërthamore që ndodhin më pas, por jo në kushte të kontrolluara. Prandaj, një reaksion zinxhir i pakontrolluar mund të bëhet shumë shpërthyes. Kjo për shkak se këto reaksione mund të lëshojnë një sasi shumë të lartë energjie në të njëjtën kohë.
Figura 01: Një reaksion zinxhir i pakontrolluar
Për shembull, izotopi radioaktiv Uranium-235 mund t'i nënshtrohet ndarjes bërthamore duke lëshuar ngadalë neutron. Një izotop lëshon tre neutrone në të njëjtën kohë. Këto tre neutrone mund të reagojnë me tre izotopë të tjerë të Uranium-235 duke lëshuar 9 neutrone (3 neutrone për secilin izotop). Po kështu, reaksioni zinxhir do të përparojë dhe do të çlirojë një sasi shumë të lartë energjie. Këto reaksione të pakontrolluara zinxhir bërthamore përdoren në bomba bërthamore.
Cili është ndryshimi midis reaksionit zinxhir të kontrolluar dhe të pakontrolluar?
Reagimi zinxhir i kontrolluar vs i pakontrolluar |
|
| Një reaksion zinxhir i kontrolluar është një zinxhir reaksionesh bërthamore që ndodhin më pas në kushte të kontrolluara. | Një reaksion zinxhir i pakontrolluar është një zinxhir reaksionesh bërthamore që ndodhin më pas, por jo në kushte të kontrolluara. |
| Komponentët | |
| Një reaksion zinxhir i kontrolluar kryhet në prani të moderatorëve. | Një reaksion zinxhir i pakontrolluar kryhet në mungesë të moderatorëve. |
| Masat e kontrollit | |
| Një reaksion zinxhir bërthamor shndërrohet në një reaksion zinxhir të kontrolluar nëpërmjet rregullimit të sasisë së izotopeve të zbërthyer të pranishëm, duke reduktuar kohën e reagimit dhe duke përdorur moderatorët. | Një reaksion zinxhir i pakontrolluar nuk ka masa kontrolli. |
| Aplikime | |
| Reaksionet zinxhir të kontrolluar përdoren në termocentralet bërthamore për të prodhuar energji elektrike. | Reaksionet zinxhir të pakontrolluar përdoren në bomba bërthamore. |
Përmbledhje – Reagimi zinxhir i kontrolluar kundër të pakontrolluar
Reaksionet zinxhir bërthamore mund të gjenden kryesisht në lidhje me reaksionet e ndarjes bërthamore. ndarja bërthamore është prishja e një bërthame atomike të paqëndrueshme. Dallimi midis reaksioneve zinxhir të kontrolluar dhe të pakontrolluar është se reaksionet zinxhir të kontrolluar nuk çojnë në ndonjë efekt shpërthyes ndërsa reaksionet zinxhir të pakontrolluar çojnë në çlirimin e energjisë shpërthyese.
