Phản ứng dây chuyền

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Trong hóa họcvật lý hạt nhân phản ứng dây chuyềnchuỗi các phản ứng trong đó sản phẩm hoặc sản phẩm phụ của phản ứng này là tác nhân gây ra các phản ứng tiếp theo.[1]

Trong quá trình đó tùy theo khối lượng, trạng thái hóa-lý của khối vật liệu, và trạng thái môi trường mà thất thoát tác nhân sẽ xảy ra với mức độ khác nhau, dẫn đến phản ứng dây chuyền được duy trì ở mức độ khác nhau. Trong phản ứng dây chuyền, việc đảm bảo một phản hồi tích cực, ít thất thoát tác nhân, sẽ dẫn đến một chuỗi tự khuếch đại của các sự kiện phản ứng.

Trong Hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Phân hạch của Urani-235 dưới tác động của neutron, cho ra hai mảnh hạt nhân và các neutron thứ cấp

Trong Vật lý hạt nhân[sửa | sửa mã nguồn]

Ví dụ kinh điển của phản ứng dây chuyền là phân hạch của urani 235U dưới tác động của neutron. Khi một neutron kết hợp với một hạt nhân 235U sẽ vỡ ra (phân hạch), sinh ra các hạt nhân con và cỡ 2-3 neutron mới. Những neutron thứ cấp này nếu gặp được hạt nhân 235U khác thì sẽ gây ra phân hạch hạt nhân urani đó. Tùy theo mức độ để thất thoát neutron mà sẽ có mức độ phản ứng dây chuyền khác nhau. Trong thực tế người ta dùng giá trị định lượng bằng số đặc trưng cho số neutron trung bình gây ra được phản ứng kế tiếp trong khối, và gọi là hệ số nhân neutron hiệu dụng K.

  • Phản ứng dây chuyền tự tắt: có K<1, số neutron giữ được trong khối và gây phản ứng ít hơn số cần để duy trì như cũ. Các phản ứng xảy ra ở mức "vết", với số lượng tỷ lệ với khối lượng đồng vị phân hạch có trong khối.
  • Phản ứng dây chuyền tự duy trì: có K=1, số neutron giữ được trong khối và gây phản ứng bằng số cần để duy trì phản ứng. Đây là trạng thái cần duy trì trong lò phản ứng hạt nhân.
  • Phản ứng dây chuyền bùng nổ: có K>1, số neutron giữ được trong khối và gây phản ứng lớn hơn số cần để duy trì phản ứng. Có thể đẩy hệ thống thành mất kiểm soát. Được ứng dụng trong bom hạt nhân.

Sác xuất để neutron gặp được hạt nhân 235U và gây ra phản ứng dây chuyền tùy thuộc các yếu tố khối lượng, mật độ, hình dạng, mức độ làm giàu, độ tinh khiết, nhiệt độ, và môi trường xung quanh. Trong số đó khối lượng có vai trò quan trọng, và khối lượng tối thiểu cần thiết để duy trì phản ứng dây chuyền gọi là khối lượng tới hạn.

Chỉ dẫn[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Laidler K.J., Chemical Kinetics (3rd ed., Harper & Row 1987) p.288-290 ISBN 0-06-043862-2

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]