جرم بحرانی
جرم بحرانی (به انگلیسی: Critical mass) در فناوری هسته‌ای کمترین مقدار مواد شکاف پذیر مورد نیاز برای رخ دادن یک واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای پایدار است. جرم بحرانی یک ماده شکافت پذیر بستگی به خواص هسته‌ای آن ماده از جمله چگالی، شکل، غنای ماده و درجه حرارت دارد. این مفهوم در طراحی و ساخت تسلیحات هسته‌ای از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
(چند ماه قبل از این آزمایش، در آگوست ۱۹۴۵ هری کی. داغلیان، فیزیک‌دان آمریکایی هنگام کار در پروژهٔ منهتن، اشتباهاً تکه‌ای کاربید تنگستن را برروی یک کره از جنس پلوتونیوم (که به هستهٔ شیطانی معروف است) انداخت. این‌کار او موجب‌شد تا پلوتونیوم به حالت بحرانی برسد و او را دچار مسمومیت پرتوی کرد.
داده‌های کلی
ویرایشدر جدول زیر جرم بحرانی چند ایزوتوپ پرتوزا عنوان شده است:
| هسته | نیمه عمر (y) |
جرم بحرانی (kg) |
قطر (cm) |
منبع |
|---|---|---|---|---|
| اورانیوم-۲۳۳ | 159,200 | 15 | 11 | [۱] |
| اورانیوم-۲۳۵ | 704,000,000 | 52 | 17 | [۱] |
| نپتونیم-۲۳۶ | 154,000 | 7 | 8.7 | [۲] |
| نپتونیم-۲۳۷ | 2,144,000 | 60 | 18 | [۳][۴] |
| پلوتونیم-۲۳۸ | 87.7 | 9.04–10.07 | 9.5–9.9 | [۵] |
| پلوتونیم-۲۳۹ | 24,110 | 10 | 9.9 | [۱][۵] |
| پلوتونیم-۲۴۰ | 6561 | 40 | 15 | [۱] |
| پلوتونیم-۲۴۱ | 14.3 | 12 | 10.5 | [۶] |
| پلوتونیم-۲۴۲ | 375,000 | 75–100 | 19–21 | [۶] |
| امریسیم-۲۴۱ | 432.2 | 55–77 | 20–23 | [۷] |
| امریسیم-۲۴۲ | 141 | 9–14 | 11–13 | [۷] |
| امریسیم-۲۴۳ | 7370 | 180–280 | 30–35 | [۷] |
| کوریم-۲۴۳ | 29.1 | 7.34–10 | 10–11 | [۸] |
| کوریم-۲۴۴ | 18.1 | (13.5)–30 | (12.4)–16 | [۸] |
| کوریم-۲۴۵ | 8500 | 9.41–12.3 | 11–12 | [۸] |
| کوریم-۲۴۶ | 4760 | 39–70.1 | 18–21 | [۸] |
| کوریم-۲۴۷ | 15,600,000 | 6.94–7.06 | 9.9 | [۸] |
| کالیفرنیم-۲۴۹ | 351 | 6 | 9 | [۲] |
| کالیفرنیم-۲۵۱ | 290 | 5 | 8.5 | [۲] |
| کالیفرنیم-۲۵۲ | 2.6 | 2.73 | 6.9 | [۹] |
جستارهای وابسته
ویرایش
منابع
ویرایش- ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ ۱٫۲ ۱٫۳ Nuclear Weapons Design & Materials, The Nuclear Threat Initiative website.
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ Final Report, Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport, Republic of France, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prévention et d'étude des Accidents.
- ↑ Chapter 5, Troubles tomorrow? Separated Neptunium 237 and Americium, Challenges of Fissile Material Control (1999), isis-online.org
- ↑ http://www.lanl.gov/news/index.php?fuseaction=home.story&story_id=1348
- ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ Updated Critical Mass Estimates for Plutonium-238, U.S. Department of Energy: Office of Scientific & Technical Information
- ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ Amory B. Lovins, Nuclear weapons and power-reactor plutonium, Nature, Vol. 283, No. 5750, pp. 817–823, February 28, 1980
- ↑ ۷٫۰ ۷٫۱ ۷٫۲ http://typhoon.tokai-sc.jaea.go.jp/icnc2003/Proceeding/paper/6.5_022.pdf Dias et al.
- ↑ ۸٫۰ ۸٫۱ ۸٫۲ ۸٫۳ ۸٫۴ Hirshi Okuno and Hirumitsu Kawasaki, Technical Report, Critical and Subcritical Mass Calculations for Curium-243 to -247 , Japan National Institute of Informatics, Reprinted from Journal of Nuclear Science and Technology, Vol. 39, No. 10, p.1072–1085 (October 2002)
- ↑ [۱]