應金澤大學國際教養中心的要求,“臨界質量”我們為此創建了一個模擬器。
請參閱下文以了解過去的作品。
當重原子核分裂成不同的原子時,稱為核分裂。過程中釋放的輻射能用於核能發電和原子彈。
鈾-235是一種典型的放射性原子,在核分裂過程中會釋放中子(構成原子核的基本粒子)。然後,該中子轉化為其他鈾 235 原子。
當它擊中孩子時,就會發生進一步的裂變。
當鈾235原子數量超過一定範圍時,核分裂會引起鍊式反應,並爆炸性地釋放能量(臨界狀態)。所需鈾 235 原子的質量為臨界質量他說…
如果你在一堆放射性物質上鑽一個洞,然後將一小塊相同的物質放入其中,當它超過臨界質量時,它會瞬間進入臨界狀態。這個實驗使我們能夠確定物質的臨界質量。
然而,在現實生活中進行這項實驗將極為危險。即使只是片刻,也存在著受到輻射的風險。
美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室先前也曾進行過類似的鈽實驗,但研究人員因受到大量輻射而死亡。著名物理學家理查費曼把這次實驗稱為「踩龍尾巴」。
因此,如果我們能夠在模擬中進行這樣的實驗,我們就可以安全地確定臨界質量。
我們創建的模擬器涉及將相同體積的鈾圓柱體穿過鈾球上的孔。透過調整鈾球或鈾圓柱中所含鈾235的比例(純度),我們可以檢查是否達到臨界狀態,並由此計算出臨界質量。
球體的純度磷1, 半徑r1且圓柱體的純度為磷2, 半徑r2我們假設一下。
不考慮孔洞的球體體積五1以及圓柱體的體積五2看起來像這樣:
鈾235的臨界質量米c , 密度ρ那麼臨界條件是:
假設球體和圓柱體的體積是預先已知的。磷1和磷2透過在 0 到 1 的範圍內進行調整,我們可以找到一個近似的臨界質量。
當模擬器中滿足臨界條件時,就會發出淡藍色的光。如果不滿足臨界條件,則什麼事也不會發生,圓柱體只會掉落。
我們準備了一個實際操作的視頻,請觀看。
最初,臨界條件尚未滿足。第二次,達到臨界條件,瞬間發出淡藍色光。
如上所述,在現實生活中進行這項實驗是有風險的。因此,我認為使用模擬器進行實驗具有很大的優勢並且很有意義。
最後,我要感謝金澤大學再次給我這個機會。非常感謝。