Differenza chiave: reazione a catena controllata o incontrollata
La differenza chiave tra le reazioni a catena controllate e incontrollate è quella le reazioni a catena controllate non portano ad alcun effetto esplosivo mentre le reazioni a catena incontrollate portano al rilascio di energia esplosiva.
I termini reazioni a catena controllate e reazioni a catena incontrollate sono discussi in chimica nucleare. Una reazione nucleare a catena si verifica quando una reazione nucleare provoca successivamente la progressione di alcune altre reazioni nucleari. Queste reazioni a catena rilasciano una quantità molto elevata di energia.
CONTENUTI
1. Panoramica e differenza chiave
2. Cos'è la reazione a catena controllata?
3. Cos'è la reazione a catena incontrollata?
4. Confronto affiancato - Reazione a catena controllata e incontrollata in forma tabulare
5. Riepilogo
Che cos'è la reazione a catena controllata?
Una reazione a catena controllata è una catena di reazioni nucleari che si verificano successivamente in condizioni controllate. Cerchiamo di capire questo concetto usando come esempio le reazioni di fissione nucleare . Una reazione a catena di fissione avviene quando un neutrone e un isotopo fissile interagiscono tra loro. Questa interazione provoca il rilascio di alcuni neutroni dal nucleo fissile. Questi neutroni rilasciati possono interagire con altri isotopi fissili e causare l'inizio di successive reazioni di fissione. Quando queste reazioni sono controllate e regolate correttamente, si parla di reazione a catena controllata. Le reazioni di fissione controllata possono essere effettuate in presenza di moderatori.
Le centrali nucleari utilizzano reazioni a catena controllate. Lì, le reazioni a catena sono controllate controllando la velocità delle reazioni nucleari. Le reazioni a catena controllate possono essere facilmente convertite in forma incontrollata. Le reazioni possono essere controllate regolando la quantità di materiale di partenza utilizzato (l'isotopo fissile). Ad esempio, se la quantità di uranio utilizzata è elevata, anche la velocità di reazione sarà elevata perché è alta la probabilità che un neutrone interagisca con un isotopo fissile. Quindi la reazione diventa incontrollabile. Inoltre, regolando il tempo della reazione, una reazione nucleare a catena può essere trasformata in una reazione controllata. Quando il tempo di reazione è ridotto, la probabilità che un neutrone interagisca con un isotopo fissile è bassa. Quindi la reazione può essere facilmente controllata.
Cos'è la reazione a catena incontrollata?
Una reazione a catena incontrollata è una catena di reazioni nucleari che avvengono successivamente, ma non in condizioni controllate. Pertanto, una reazione a catena incontrollata può diventare altamente esplosiva. Questo perché queste reazioni possono rilasciare una quantità molto elevata di energia alla volta.
Figura 01: una reazione a catena incontrollata
Ad esempio, l'isotopo radioattivo Uranio-235 può subire la fissione nucleare rilasciando lentamente neutroni. Un isotopo rilascia tre neutroni alla volta. Questi tre neutroni possono reagire con altri tre isotopi dell'uranio-235 rilasciando 9 neutroni (3 neutroni per ogni isotopo). Allo stesso modo, la reazione a catena progredirà e rilascerà una quantità molto elevata di energia. Queste reazioni a catena nucleari incontrollate sono utilizzate nelle bombe nucleari.
Qual è la differenza tra reazione a catena controllata e incontrollata?
Reazione a catena controllata vs incontrollata | |
| Una reazione a catena controllata è una catena di reazioni nucleari che si verificano successivamente in condizioni controllate. | Una reazione a catena incontrollata è una catena di reazioni nucleari che avvengono successivamente, ma non in condizioni controllate. |
| Componenti | |
| Una reazione a catena controllata viene eseguita in presenza di moderatori. | Una reazione a catena incontrollata viene eseguita in assenza di moderatori. |
| Misure di controllo | |
| Una reazione a catena nucleare viene convertita in una reazione a catena controllata regolando la quantità di isotopi fissili presenti, riducendo il tempo di reazione e utilizzando moderatori. | Una reazione a catena incontrollata non ha misure di controllo. |
| Applicazioni | |
| Le reazioni a catena controllate sono utilizzate nelle centrali nucleari per generare elettricità. | Le reazioni a catena incontrollate sono utilizzate nelle bombe nucleari. |
Riepilogo: reazione a catena controllata o incontrollata
Le reazioni a catena nucleari si possono trovare principalmente per quanto riguarda le reazioni di fissione nucleare. la fissione nucleare è la rottura di un nucleo atomico instabile. La differenza tra reazioni a catena controllate e incontrollate è che le reazioni a catena controllate non portano ad alcun effetto esplosivo mentre le reazioni a catena incontrollate portano al rilascio di energia esplosiva.
Riferimento:
1. Ramakrishnan, Dinesh. “Infofavore.” Fissione nucleare: reazioni di fissione controllate e incontrollate. Disponibile qui
2. "Fissione controllata vs Fissione incontrollata". JISIBHLPhysics - Fissione controllata vs Fissione incontrollata. Disponibile qui
3. "Reazione nucleare a catena". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 31 marzo 2018. Disponibile qui
Cortesia dell'immagine:
1. "Reazione a catena della fissione nucleare" di MikeRun - Opera propria, (CC BY-SA 4.0) attraverso Commons Wikimedia
