Wat is het verschil tussen een kernreactor en een atoombom?


Antwoord 1:

Twee dingen.

Brandstofverrijking en kritische massa.

Reactoren gebruiken brandstof met een veel lagere verrijking en de massa is net voldoende om het splijtingsproces beheersbaar te maken om bruikbaar te zijn door de energie langzaam af te geven gedurende vele jaren, in het algemeen 20-30 jaar.

Bommen gebruiken sterk verrijkt nucleair materiaal en de massa is hoog genoeg (kritische massa) zodat bij activering een oncontroleerbare nucleaire splijtingsketen start die resulteert in een enorme afgifte van energie vrijwel binnen milliseconden.


Antwoord 2:

Veel antwoorden verwijzen hier naar de vergelijkende "snelheid" van de reactie. Dat is een geldig en praktisch onderscheid.

Gerelateerd aan de snelheid van de REACTIE is de snelheid waarmee energie uit het systeem kan worden verwijderd. In theorie zou een apparaat dat we als een nucleaire bom herkennen, als een kernreactor kunnen worden beschouwd ALS de door het apparaat geproduceerde energie zou worden verwijderd en nuttig zou worden gebruikt door een techniek die nog niet is ontdekt.


Antwoord 3:

De explosie van Tsjernobyl in Sovjet-Oekraïne in 1986 toonde een ongewone situatie die halverwege was tussen een oververhitte reactor en een atoombom op laag niveau.

Dat is de reden waarom schoonmaakbedrijven er vandaag de dag nog ongelooflijke problemen mee hebben: fall-outzakken zijn overal in die regio.

Het is ook interessant om op te merken dat hoewel dit soort 'temperamentvolle' reactorontwerp (de RBMK) na 1986 formeel 'gevaarlijk' werd genoemd en niet meer werd gebouwd, Britse wetenschappers in de jaren veertig de ontwikkeling in Engeland verboden gewoon omdat ze dit voorzagen soort ramp door een potentieel 'hybride' civiel / militair apparaat.


Antwoord 4:

Met behulp van mild verrijkt (geconcentreerd) Uranium, Plutonium, Thorium of andere radioactieve isotopen, worden de brandstofcontainers in voldoende nabijheid geplaatst zodat de neutronen die uit elke container worden uitgezonden toeslaan en atoomkernen in andere containers splitsen. Dit straalt meer straling uit, inclusief neutronen, en aanzienlijke hitte. Door staven van grafietverbindingen in te brengen of in te trekken om neutronen te absorberen, wordt deze "kettingreactie" verbeterd of verminderd, waardoor de snelheid waarmee warmte wordt geproduceerd wordt geregeld. De warmte wordt gebruikt om water of een andere werkvloeistof te koken om elektrische energie te produceren.

Een atoombom van het Hiroshima-type gebruikt hooggeconcentreerd Uranium 235 (90% +) in de vorm van twee subkritische (te klein voor neutronen kettingreactie) hemisferen, ver genoeg uit elkaar gehouden dat de twee ook niet op elkaar kunnen reageren. Wanneer de bom tot ontploffing wordt gebracht, worden de twee hemisferen door explosieven in een gewelddadige botsing gedreven. Door zeer technische middelen worden ze lang genoeg bij elkaar gehouden voor de intense kettingreactie om een ​​zeer klein percentage van de totale massa U235 zeer snel in energie om te zetten. Het resultaat is gelijk aan de ontploffing van duizenden tonnen TNT-explosief.


Antwoord 5:

Ik speculeer dat een fundamenteel verschil is dat reactoren niet alleen kritisch zijn voor snelle neutronen, maar dat bommen dat wel doen. We hebben 5% of minder verrijkt uranium voor lichtwaterreactoren ... Ik denk dat 20% verrijkt is voor snelle reactoren (ik weet het niet echt), en 95% plus voor bommen.

Nucleaire scheepsreactoren werken echter op sterk verrijkt uranium ... misschien in de buurt van bomverrijkingen. Dus uiteindelijk, als je deze reactoren opneemt, heb ik misschien een ander verschil nodig.

Dus misschien is het verschil dat intelligent ontworpen reactoren (bediend zoals ze geacht worden te werken) een negatieve energiecoëfficiënt van reactiviteit hebben die zich snel genoeg manifesteert om te voorkomen dat een reactor opblaast als een bom. Een negatieve energiecoëfficiënt van reactiviteit betekent dat naarmate het vermogen toeneemt, de reactiviteit afneemt, zodat vermogensexcursies zelfbeperkend zijn ... met andere woorden, er is negatieve feedback.


Antwoord 6:

Het fundamentele verschil is dat men gebruik maakt van een gecontroleerde nucleaire kettingreactie om warmte en stoom te genereren, en dus elektriciteit opwekt met een stoomturbine.

De andere maakt gebruik van een weggelopen nucleaire kettingreactie om een ​​enorme explosie te genereren, of in het geval van H-Bombs, om te dienen als een vorm van explosiekap om thermonucleaire verbranding te activeren (wat een andere splijtstap veroorzaakt die het grootste deel van de kracht van de explosie).


Antwoord 7:

De ene is een gecontroleerde kettingreactie, de andere niet

*** Dit is een Fred-gids, geen wetenschappelijke beschrijving ***

Nucleaire splijting vindt plaats wanneer elektronen vrijkomen en tegen elkaar botsen waardoor ze het aantal "vrije" elektronen snel vermenigvuldigt, heel erg snel enorme hoeveelheden energie vrijgeeft in een zeer zeer korte tijd - dat is een bom

Als u stuurstangen invoegt die enkele elektronen absorberen, vertraagt ​​u het proces en geeft het percentage stuurstaven dat wordt blootgesteld aan vrij elektron de benodigde variabele regeling - dat is een krachtcentrale

Wanneer de controlestaven falen wordt het een gedeeltelijke bom genaamd Tsjernobyl


Antwoord 8:

Het meest voor de hand liggend is de snelheid waarmee energie vrijkomt. Bij het verbranden van hout kan bijvoorbeeld dezelfde hoeveelheid energie vrijkomen als bij het ontploffen van een blok plastic explosieven. Maar een logboek brandt een uur of twee (misschien langer, afhankelijk van de grootte van het logboek), terwijl C4 al zijn energie in een fractie van een seconde vrijgeeft. Het is de snelheid waarmee energie vrijkomt die C4 zoveel gevaarlijker en destructiever maakt dan een brandend houtblok.

Evenzo kan een nucleaire bom dezelfde hoeveelheid energie vrijgeven als een nucleaire reactor, maar dit gebeurt in een fractie van een seconde in tegenstelling tot gedurende een periode van maanden.

Wat dit mogelijk maakt, is een combinatie van factoren, die ik zal noemen, maar niet op alle details inga.

  • Nucleaire wapens hebben de neiging om veel hogere percentages U-235 of Pu-239 te hebben, waardoor ze veel meer splijtingen (en meer energie) per volume-eenheid hebben Nucleaire reactoren hebben een ton systemen en ondersteuningsapparatuur om ze koel te houden, te controleren de nucleaire reactie, om de druk (in PWR's) te handhaven zodat het water vloeibaar blijft, om elk beetje vocht uit de stoom te verwijderen, stoom om te zetten in elektrische energie, enzovoort. Ze zijn echt ingewikkeld. Ter vergelijking: nucleaire bommen zijn vrij eenvoudig - het enige dat ze hoeven te doen, is op het juiste moment ontploffen. Nucleaire reactoren werken al tientallen jaren (met af en toe pauzes voor onderhoud en tanken). Nucleaire wapens werken een fractie van een seconde, nucleaire reactoren zijn erg groot. Nucleaire wapens ... niet zo veel.

Dit is de kernreactorsite van Watts Bar. Veel zeer grote gebouwen - de site is ongeveer 1700 hectare en de reactoren produceren een totaal van ongeveer 2300 MW elektriciteit uit ongeveer 6900 MW thermische energie.

Dit zijn de ingewanden van een B-61 kernwapen. De bom is ongeveer 11'8 ″ lang en 13 ″ in diameter (ongeveer 358 cm lang en 33 cm in diameter) en weegt ongeveer 700 pond. Het heeft een opbrengst tot 340 kT, dat is iets minder dan 400.000 MWhr aan energie.

Dus het laten werken van beide Watts Bar-reactoren gedurende ongeveer 58 uur zal evenveel energie produceren als de B-61-bom afgaat wanneer deze op volle opbrengst explodeert. Het is gewoon iets minder dramatisch geproduceerd.


Antwoord 9:

Het meest voor de hand liggend is de snelheid waarmee energie vrijkomt. Bij het verbranden van hout kan bijvoorbeeld dezelfde hoeveelheid energie vrijkomen als bij het ontploffen van een blok plastic explosieven. Maar een logboek brandt een uur of twee (misschien langer, afhankelijk van de grootte van het logboek), terwijl C4 al zijn energie in een fractie van een seconde vrijgeeft. Het is de snelheid waarmee energie vrijkomt die C4 zoveel gevaarlijker en destructiever maakt dan een brandend houtblok.

Evenzo kan een nucleaire bom dezelfde hoeveelheid energie vrijgeven als een nucleaire reactor, maar dit gebeurt in een fractie van een seconde in tegenstelling tot gedurende een periode van maanden.

Wat dit mogelijk maakt, is een combinatie van factoren, die ik zal noemen, maar niet op alle details inga.

  • Nucleaire wapens hebben de neiging om veel hogere percentages U-235 of Pu-239 te hebben, waardoor ze veel meer splijtingen (en meer energie) per volume-eenheid hebben Nucleaire reactoren hebben een ton systemen en ondersteuningsapparatuur om ze koel te houden, te controleren de nucleaire reactie, om de druk (in PWR's) te handhaven zodat het water vloeibaar blijft, om elk beetje vocht uit de stoom te verwijderen, stoom om te zetten in elektrische energie, enzovoort. Ze zijn echt ingewikkeld. Ter vergelijking: nucleaire bommen zijn vrij eenvoudig - het enige dat ze hoeven te doen, is op het juiste moment ontploffen. Nucleaire reactoren werken al tientallen jaren (met af en toe pauzes voor onderhoud en tanken). Nucleaire wapens werken een fractie van een seconde, nucleaire reactoren zijn erg groot. Nucleaire wapens ... niet zo veel.

Dit is de kernreactorsite van Watts Bar. Veel zeer grote gebouwen - de site is ongeveer 1700 hectare en de reactoren produceren een totaal van ongeveer 2300 MW elektriciteit uit ongeveer 6900 MW thermische energie.

Dit zijn de ingewanden van een B-61 kernwapen. De bom is ongeveer 11'8 ″ lang en 13 ″ in diameter (ongeveer 358 cm lang en 33 cm in diameter) en weegt ongeveer 700 pond. Het heeft een opbrengst tot 340 kT, dat is iets minder dan 400.000 MWhr aan energie.

Dus het laten werken van beide Watts Bar-reactoren gedurende ongeveer 58 uur zal evenveel energie produceren als de B-61-bom afgaat wanneer deze op volle opbrengst explodeert. Het is gewoon iets minder dramatisch geproduceerd.