Unterkritische Masse Oberkritische Masse
Hallo zusammen
Würde gerne den Unterschied zwischen der Oberkritischen Masse und der unterkritischen Masse wissen. (Atombombe)
3 Antworten
Für eine Bombe, bzw für die entsprechende Kettenreaktion benötigt man eine gewissen Mindestmasse an Spaltbarem Material, die sogenannte Kritische Masse.
Liegt die Masse des Materials darüber ist sie oberkritisch (also oberhalb des kritischen Wertes), ansonsten ist sie unterkritisch.
Zunächstmal ist der Begriff der kritischen Masse etwas irreführend, da es nicht ( allein ) auf die Masse ankommt. Genau genommen handelt es sich um eine kritische Anordnung.
Überkritisch ist eine Anordnung wenn durch die Kernspaltung bei einen Atom entstehenden Neutronen im Mittel mehr als ein weiteres Atom gespalten wird.
Vorraussetzung hierfür ist, das bei der Kernspaltung selbst zunächstmal mehr als 1 Neutron frei wird. Daher können nur wenige Isotope überhaupt überkritisch werden.
Unterkritisch ist die Anordnung wenn im Mittel weniger als ein weiteres Atom gespalten wird.
Bei einer überkritischen Masse führt das dazu, das die Zahl der Spaltungen exponentiell steigt ( Kettenreaktion ). Dies passiert solange bis die Anordnung wieder unterkritisch wird und die Zahl der Spaltungen exponentiell sinkt und damit verlischt. Letzteres passiert primär durch die termische Selbstzerstörung und nur sekundär durch den Verbrauch des Spaltmaterials.
Damit ein Sprenkopf funktioniert, muß die Anordnung zunächst unterkritisch und dann deutlich überkritisch sein. Würde die Masse nur kritisch oder leicht überkritisch sein, käme es zu einer Verpuffung, das heißt es wird nur wenig Material gespalten und die Anordnung sofort wieder unterkritisch.
Daher muß der kritische Bereich übersprungen werden bevor das 1.Neutron die Kettenreaktion in Gang setzt.
Du hast kritische Masse wenn bei einer Spaltung genau 1 Neutron eine weitere Spaltung auslöst. Wenn also 3 Neutronen frei werden und 1 Neutron eine weitere Spaltung auslöst ist die Masse kritsch. 1 Spaltung löst 1 weitere Spaltung aus.
Überkritisch ist sie, wenn von den 3 Neutronen min. 2 eine weitere Spaltung auslösen. Somit steigt die Reaktion - Kritikalität an! 1 Spaltung löst 2 Spaltungen aus, die 4 Spaltungen auslösen, die 8 auslösen ....
Unterkritisch ist die Masse wenn von den 3 Neutronen keines eine Spaltung auslöst. Somit wird die Reaktion immer kleiner bis sie irgendwann aufhört!