Belangrijkste verschil - Gecontroleerde versus ongecontroleerde kettingreactie
Het belangrijkste verschil tussen gecontroleerde en ongecontroleerde kettingreacties is dat gecontroleerde kettingreacties niet tot explosieve effecten leiden, terwijl ongecontroleerde kettingreacties leiden tot explosieve energie-afgifte.
De termen gecontroleerde kettingreacties en ongecontroleerde kettingreacties worden besproken onder nucleaire chemie. Een nucleaire kettingreactie treedt op wanneer een kernreactie de voortgang van een aantal andere nucleaire reacties veroorzaakt. Bij deze kettingreacties komt heel veel energie vrij.
INHOUD
1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is gecontroleerde kettingreactie
3. Wat is ongecontroleerde kettingreactie
4. Vergelijking zij aan zij - Gecontroleerde versus ongecontroleerde kettingreactie in tabelvorm
5. Samenvatting
Wat is gecontroleerde kettingreactie?
Een gecontroleerde kettingreactie is een aaneenschakeling van kernreacties die vervolgens onder gecontroleerde omstandigheden plaatsvinden. Laten we dit concept begrijpen aan de hand van kernsplijtingsreacties als voorbeeld. Een splijtingskettingreactie vindt plaats wanneer een neutron en een splijtbare isotoop met elkaar in wisselwerking staan. Door deze interactie komen enkele neutronen vrij uit de splijtbare kern. Deze vrijgekomen neutronen kunnen een wisselwerking hebben met andere splijtbare isotopen en de start van daaropvolgende splijtingsreacties veroorzaken. Wanneer deze reacties goed worden gecontroleerd en gereguleerd, wordt dit een gecontroleerde kettingreactie genoemd. Gecontroleerde splijtingsreacties kunnen worden uitgevoerd in aanwezigheid van moderatoren.
Kerncentrales gebruiken gecontroleerde kettingreacties. Daar worden de kettingreacties gecontroleerd door de snelheid van nucleaire reacties te regelen. Gecontroleerde kettingreacties kunnen gemakkelijk worden omgezet in ongecontroleerde vorm. De reacties zijn te sturen door de hoeveelheid gebruikt uitgangsmateriaal (de splijtbare isotoop) te regelen. Als de hoeveelheid uranium die wordt gebruikt bijvoorbeeld hoog is, zal de reactiesnelheid ook hoog zijn omdat dan de kans groot is dat een neutron een interactie aangaat met een splijtbare isotoop. Dan wordt de reactie oncontroleerbaar. En ook, door de tijd van de reactie te regelen, kan een nucleaire kettingreactie in een gecontroleerde reactie worden omgezet. Wanneer de reactietijd wordt verkort, is de kans klein dat een neutron een interactie aangaat met een splijtbare isotoop. Dan kan de reactie gemakkelijk worden gecontroleerd.
Wat is een ongecontroleerde kettingreactie?
Een ongecontroleerde kettingreactie is een aaneenschakeling van nucleaire reacties die daarna plaatsvinden, maar niet onder gecontroleerde omstandigheden. Daarom kan een ongecontroleerde kettingreactie zeer explosief worden. Dat komt omdat deze reacties een zeer grote hoeveelheid energie tegelijk kunnen afgeven.
Figuur 01: een ongecontroleerde kettingreactie
De radioactieve isotoop Uranium-235 kan bijvoorbeeld kernsplijting ondergaan door langzaam neutronen vrij te geven. Eén isotoop geeft drie neutronen tegelijk vrij. Deze drie neutronen kunnen reageren met drie andere uranium-235-isotopen waarbij 9 neutronen vrijkomen (3 neutronen per isotoop). Evenzo zal de kettingreactie zich voortzetten en een zeer grote hoeveelheid energie vrijgeven. Deze ongecontroleerde nucleaire kettingreacties worden gebruikt in atoombommen.
Wat is het verschil tussen gecontroleerde en ongecontroleerde kettingreactie?
Diff Artikel Midden voor Tafel
Gecontroleerde versus ongecontroleerde kettingreactie |
|
| Een gecontroleerde kettingreactie is een ketting van nucleaire reacties die vervolgens onder gecontroleerde omstandigheden plaatsvinden. | Een ongecontroleerde kettingreactie is een aaneenschakeling van nucleaire reacties die daarna plaatsvinden, maar niet onder gecontroleerde omstandigheden. |
| Componenten | |
| Een gecontroleerde kettingreactie wordt uitgevoerd in aanwezigheid van moderatoren. | Een ongecontroleerde kettingreactie wordt uitgevoerd zonder moderatoren. |
| Controlemaatregelen | |
| Een nucleaire kettingreactie wordt omgezet in een gecontroleerde kettingreactie door de hoeveelheid aanwezige splijtbare isotopen te reguleren, de reactietijd te verkorten en moderatoren te gebruiken. | Een ongecontroleerde kettingreactie kent geen beheersmaatregelen. |
| Toepassingen | |
| In kerncentrales worden gecontroleerde kettingreacties gebruikt om elektriciteit op te wekken. | Bij atoombommen worden ongecontroleerde kettingreacties gebruikt. |
Samenvatting - Gecontroleerde versus ongecontroleerde kettingreactie
Nucleaire kettingreacties komen vooral voor bij kernsplijtingsreacties. kernsplijting is de afbraak van een onstabiele atoomkern. Het verschil tussen gecontroleerde en ongecontroleerde kettingreacties is dat gecontroleerde kettingreacties niet tot explosieve effecten leiden, terwijl ongecontroleerde kettingreacties leiden tot explosieve energie-afgifte.
