Anahtar Farkı – Kontrollü ve Kontrolsüz Zincirleme Reaksiyon
Kontrollü ve kontrolsüz zincir reaksiyonları arasındaki temel fark, kontrollü zincir reaksiyonlarının herhangi bir patlayıcı etkiye yol açmaması, kontrolsüz zincir reaksiyonlarının ise patlayıcı enerji salınımına yol açmasıdır.
Kontrollü zincir reaksiyonları ve kontrolsüz zincir reaksiyonları terimleri nükleer kimya altında tartışılmaktadır. Bir nükleer zincir reaksiyonu, bir nükleer reaksiyon, daha sonra diğer bazı nükleer reaksiyonların ilerlemesine neden olduğunda meydana gelir. Bu zincirleme reaksiyonlar çok yüksek miktarda enerji açığa çıkarır.
Kontrollü Zincirleme Reaksiyon Nedir?
Kontrollü zincir reaksiyonu, kontrollü koşullar altında daha sonra gerçekleşen bir nükleer reaksiyonlar zinciridir. Örnek olarak nükleer fisyon reaksiyonlarını kullanarak bu kavramı anlayalım. Bir nötron ve bölünebilir bir izotop birbiriyle etkileştiğinde bir fisyon zincir reaksiyonu meydana gelir. Bu etkileşim, bölünebilir çekirdekten bazı nötronların salınmasına neden olur. Bu salınan nötronlar, diğer bölünebilir izotoplarla etkileşime girebilir ve sonraki fisyon reaksiyonlarının başlamasına neden olabilir. Bu reaksiyonlar uygun şekilde kontrol edildiğinde ve düzenlendiğinde buna kontrollü zincir reaksiyonu denir. Kontrollü fisyon reaksiyonları, moderatörlerin varlığında gerçekleştirilebilir.
Nükleer santraller kontrollü zincirleme reaksiyonlar kullanır. Orada, zincir reaksiyonları, nükleer reaksiyonların hızı kontrol edilerek kontrol edilir. Kontrollü zincir reaksiyonları kolaylıkla kontrolsüz forma dönüştürülebilir. Reaksiyonlar, kullanılan başlangıç materyali (bölünebilir izotop) miktarı düzenlenerek kontrol edilebilir. Örneğin, kullanılan Uranyum miktarı yüksekse, reaksiyon hızı da yüksek olacaktır, çünkü bu durumda bir nötronun bölünebilir bir izotopla etkileşime girme olasılığı yüksektir. Sonra reaksiyon kontrol edilemez hale gelir. Ayrıca, reaksiyonun zamanını düzenleyerek, kontrollü bir reaksiyona bir nükleer zincir reaksiyonu yapılabilir. Reaksiyon süresi azaldığında, bir nötronun bölünebilir bir izotopla etkileşime girme olasılığı düşüktür. Daha sonra reaksiyon kolayca kontrol edilebilir.
Kontrolsüz Zincirleme Reaksiyon Nedir?
Kontrolsüz zincirleme reaksiyon, kontrollü koşullar altında değil, daha sonra gerçekleşen bir nükleer reaksiyonlar zinciridir. Bu nedenle, kontrolsüz bir zincirleme reaksiyon son derece patlayıcı hale gelebilir. Bunun nedeni, bu reaksiyonların bir seferde çok yüksek miktarda enerji açığa çıkarabilmesidir.
Şekil 01: Kontrolsüz Bir Zincirleme Reaksiyon
Örneğin, radyoaktif izotop Uranyum-235, yavaş yavaş nötron salarak nükleer fisyona uğrayabilir. Bir izotop, aynı anda üç nötron serbest bırakır. Bu üç nötron, 9 nötron salan diğer üç Uranyum-235 izotopuyla reaksiyona girebilir (her izotop başına 3 nötron). Aynı şekilde zincirleme reaksiyon ilerleyecek ve çok yüksek miktarda enerji açığa çıkaracaktır. Bu kontrolsüz nükleer zincir reaksiyonları nükleer bombalarda kullanılıyor.
Kontrollü ve Kontrolsüz Zincirleme Reaksiyon Arasındaki Fark Nedir?
Kontrollü ve Kontrolsüz Zincirleme Reaksiyon |
|
| Kontrollü bir zincirleme reaksiyon, daha sonra kontrollü koşullar altında gerçekleşen bir nükleer reaksiyonlar zinciridir. | Kontrolsüz zincirleme reaksiyon, kontrollü koşullar altında değil, daha sonra gerçekleşen bir nükleer reaksiyonlar zinciridir. |
| Bileşenler | |
| Moderatörlerin huzurunda kontrollü bir zincirleme reaksiyon gerçekleştirilir. | Moderatörlerin yokluğunda kontrolsüz bir zincirleme reaksiyon gerçekleştirilir. |
| Kontrol Önlemleri | |
| Bir nükleer zincir reaksiyonu, mevcut bölünebilir izotopların miktarını düzenleyerek, reaksiyon süresini kıs altarak ve moderatörler kullanarak kontrollü bir zincir reaksiyonuna dönüştürülür. | Kontrolsüz bir zincirleme reaksiyonun kontrol önlemi yoktur. |
| Uygulamalar | |
| Kontrollü zincirleme reaksiyonlar nükleer santrallerde elektrik üretmek için kullanılır. | Kontrolsüz zincirleme reaksiyonlar nükleer bombalarda kullanılır. |
Özet – Kontrollü ve Kontrolsüz Zincirleme Reaksiyon
Nükleer zincir reaksiyonları, esas olarak nükleer fisyon reaksiyonlarıyla ilgili olarak bulunabilir. nükleer fisyon, kararsız bir atom çekirdeğinin parçalanmasıdır. Kontrollü ve kontrolsüz zincir reaksiyonları arasındaki fark, kontrollü zincir reaksiyonlarının herhangi bir patlayıcı etkiye yol açmaması, kontrolsüz zincir reaksiyonlarının ise patlayıcı enerji salınımına yol açmasıdır.
