كتلة حرجة

الكتلة الحرجة (بالإنجليزية: critical mass)‏ في الفيزياء النووية وفيزياء المفاعلات النووية Reactor Physics هي أقل كتلة من اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم-239 (أو بعض العناصر الأخرى فوق اليورانيوم)التي يمكن أن يتم فيها التفاعل المتسلسل من دون توقف، وفي هذه الحالة يكون عدد النيوترونات داخل الكتلة الحرجة ثابتا.

لتوضيح مفهوم الكتلة الحرجة، لنتصور كرة بحجم قبضة اليد مصنوعة من اليورانيوم-235، وبعد تحفيز أولي لعملية الانشطار النووي بواسطة تسليط حزمة من النيوترونات على الكرة، سيتولد في المتوسط عدد 2.5 نيوترون جراء هذا الانشطار الأول لنواة ذرة اليورانيوم-235. وهذا يكون كافيا لبدأ انشطار ثان في نواة أخرى من اليورانيوم-235. وأثناء هذه السلسلة المتعاقبة من الانشطارات في اليورانيوم يتسرب الكثير من النيوترونات إلى خارج الكرة ولا تستطيع التفاعل. وبفقد تلك النيوترونات يتوقف التفاعل النووي. ولكن يجب أن يكون معدل تولد النيوترونات داخل الكرة مساو على الأقل لعدد النيوترونات المتسربة إلى الخارج لاستدامة التفاعلات الانشطارية. وهنا يأتي دور الكتلة الحرجة التي يمكن تعريفها بالحد الأدنى من كتلة مادة نووية معينة(يورانيوم-235 أو بلوتونيوم-239) كافية لدوام سلسلات متعاقبة من الانشطارات، ويكون عدد النيوتراونات فيها ثابتا - لا يقل ولا يزيد .

إذا كان العنصر المستخدم في عملية الانشطار النووي ذو كتلة يتطلب تسليطا مستمرا بالنيوترونات لتحفيز الانشطار الأول، فإن هذه الكتلة تسمى الكتلة دون الحرجة.

وإذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة قادرة على توليد سلسلات متعاقبة من الانشطار النووي حتى بدون أي تحفيز خارجي بواسطة تسليط نيوترونات خارجية فيطلق على هذه الحالة الكتلة الفوق حرجة وهي المرحلة المطلوبة لتصنيع القنبلة النووية.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.