Kritisk massa

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Kritisk massa är i sin ursprungliga, fysikaliska, betydelse den massa som krävs för att en kedjereaktion skall kunna vidmakthållas i en klump fissilt material och en kärnexplosion äga rum.

Den kritiska massan är egentligen inte en ren materialegenskap, utan beror starkt på vilken geometrisk form materialet har. Den form som ger minsta möjliga kritisk massa är den av en sfär. För kärnreaktioner kan detta ytterligare förstärkas genom att omge sfären med neutronreflekterande material, såsom beryllium eller volfram.

I överförd betydelse syftar kritisk massa på ett antal eller en kvantitet av någonting som är nödvändig för att en viss process ska kunna vara möjlig. Det kan till exempel vara ett minsta antal personer i en grupp för att en aktivitet ska hållas. Jämför till exempel cykelevenemanget Critical mass.

Kriticitet[redigera | redigera wikitext]

När en kärnreaktion i massa av sönderfallande material är självförsörjande, säger man att massan är kritisk. Det finns ingen ökning eller minskning i kraft, temperatur eller neutronmängd (utöver att mängden klyvbart material långsamt konsumeras av kärnklyvningarna). Ett numeriskt mått på en kritisk massa är kriticitetsfaktorn k, ett medeltal på hur många neutroner per klyvning som startar en ny klyvning. När k=1, är massan kritiskt och reaktionen precis självförsörjande.

Demon Core-experimenten[redigera | redigera wikitext]

Demon Core ett samlingsnamn på två misslyckade experiment som utfördes 1945 och 1946. Det var ett klot av plutonium som var mycket nära sin kritiska massa, alltså väldigt nära en kärnexplosion.

Första incidenten ägde rum 21 augusti 1945. Det var forskaren Harry Daghlian som i ett försök att hitta plutoniumklotets kritiska massa gick lite för långt. Han omgärdade sfären av block gjorda av volframkarbid. Volframkarbiden fungerade som reflektor, och gjorde alltså att fler neutroner stannade i plutoniumet. När Daghlian skulle lägga ner det sista blocket så ljöd automatiska system installerade för att mäta hur mycket neutroner plutoniumklotet utsöndrade. Han avbröt då experimentet men när han försöker ta bort det sista blocket volframkarbid så tappada han det rakt på plutoniumkärnan som direkt nådde kritisk massa vilket utlöste en kärnreaktion. Harry Daghlian fick en mycket stark stråldos. Han dog tjugofem dagar senare trots intensiv behandling mot strålningsskadorna.

Den andra incidenten med the Demon Core skedde i slutet av maj 1946 då forskaren Louis Slotin utförde ett experiment som kallades tickling the dragons tail. Experimentet kom att kallas så på grund av de extrema riskerna som omgärdade hela proceduren. Det var en variant på Harry Daghlians experiment men till skillnad från det förstnämnda så försökte man här hitta den exakta punkten då en massa blir kritisk och en kärnreaktion uppstår.

Experimentet genomfördes genom att två ihåliga halvor av beryllium sänktes ner över plutoniumkärnan. Beryllium, precis som volframkarbid, användes för att tvinga plutoniumet mot sin kritiska massa men om de två halvorna skulle läggas helt mot klotet skulle det definitvt hamna ovanför den kritiska punkten. Det enda som såg till att halvorna inte slöt sig runt klotet var Slotin och en skruvmejsel som han använde för att sänka och höja halvorna för att därmed manipulera reaktiviteten.

Slotin tappade taget om skruvmejseln och klotet nådde direkt sin kritiska massa. En ljusblå blixt sköt ut från klotet och en värmevåg träffade Slotin. Slotin handlade snabbt och slog isär halvorna, men vid det laget var det redan försent. Louis Slotin dog nio dagar efter det misslyckade experimentet av akut strålförgiftning. Slotin räddade livet på övriga deltagare genom att stå böjd över klotet och skydda övriga från strålningen.

Källor[redigera | redigera wikitext]

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, 25 maj 2015.

Se även[redigera | redigera wikitext]