PL 
EnglishDomyślny
Українська💥 Reakcja łańcuchowa rozszczepienia jądrowego
Łańcuchowa reakcja rozszczepienia wywołana neutronami: konfigurowalne wzbogacenie U-235, udział moderatora i krotność neutronów ν. Obserwuj reakcje podkrytyczne k<1, krytyczne k≈1 i nadkrytyczne k>1 na płótnie cząstek.
O tej symulacji
Ta symulacja modeluje łańcuchową reakcję rozszczepienia wywołaną neutronami w sieci jąder atomowych. Pojedynczy neutron zostaje wystrzelony w pole; gdy trafia w jądro uranu-235, może wywołać rozszczepienie, uwalniając wybraną liczbę nowych neutronów, które trafiają w kolejne jądra. Regulując wzbogacenie, liczbę neutronów na rozszczepienie oraz moderację, sterujesz reakcją w kierunku zachowania podkrytycznego, krytycznego lub nadkrytycznego, śledzonego na bieżąco przez współczynnik mnożenia k.
🔬 Co pokazuje
Każda zielona kropka to jądro atomowe (rozszczepialne lub nie) na losowej siatce. Neutrony poruszają się balistycznie i odbijają się od ścian. Przy kontakcie losowanie metodą Monte Carlo decyduje, czy jądro jest U-235 (prawdopodobieństwo ustawione przez wzbogacenie) i czy dochodzi do rozszczepienia; neutrony termiczne (spowolnione) mają prawdopodobieństwo rozszczepienia 0,85, wobec 0,55 dla neutronów szybkich, natomiast jądra nierozszczepialne najczęściej po prostu je pochłaniają. Rozszczepienie tworzy ν neutronów potomnych, a panel szacuje współczynnik mnożenia k na podstawie liczby aktywnych neutronów.
🎮 Jak korzystać
Naciśnij Start, aby wystrzelić neutron zapłonowy i obserwować kaskadę; ponowne naciśnięcie Start wstrzymuje symulację, a Reset odbudowuje sieć jąder. Suwak Wzbogacenie (1-100%) ustala odsetek jąder rozszczepialnych U-235, Neutrony/rozszczepienie (1-4) ustala liczbę ν uwalnianych przy każdym rozszczepieniu, a Moderacja (0-100%) ustala prawdopodobieństwo spowolnienia neutronu do prędkości termicznej. Odczyty Neutrony, Rozszczepienia i k aktualizują się w każdej klatce.
💡 Czy wiesz, że…
Naturalny uran zawiera zaledwie około 0,72% U-235, dlatego reaktory wzbogacają go do około 3-5%, a broń jądrowa wymaga znacznie wyższych poziomów. Wolny neutron termiczny jest setki razy bardziej skłonny wywołać rozszczepienie U-235 niż neutron szybki, dlatego moderatory takie jak woda czy grafit są niezbędne do podtrzymania kontrolowanej reakcji łańcuchowej.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest łańcuchowa reakcja rozszczepienia jądrowego?
To samopodtrzymujący się proces, w którym neutron rozbija ciężkie jądro, na przykład uranu-235, uwalniając energię oraz dwa lub więcej nowych neutronów. Te neutrony mogą rozbić kolejne jądra, więc jedno rozszczepienie może prowadzić do wielu następnych. Symulacja pokazuje to rozgałęzianie jako kaskadę poruszających się kropek-neutronów i świecących, rozszczepionych jąder.
Co oznacza współczynnik mnożenia k?
k to średnia liczba kolejnych rozszczepień wywołanych przez neutrony z jednego rozszczepienia. Jeśli k jest poniżej 1, reakcja wygasa (podkrytyczna), przy k w przybliżeniu równym 1 utrzymuje się na stałym poziomie (krytyczna), a powyżej 1 rośnie wykładniczo (nadkrytyczna). Panel pokazuje bieżące oszacowanie k na podstawie liczby aktywnych neutronów.
Co dokładnie zmieniają te trzy suwaki?
Wzbogacenie ustala procent jąder będących rozszczepialnym U-235, więc wyższe wartości sprawiają, że zderzenia znacznie częściej prowadzą do rozszczepienia. Neutrony/rozszczepienie ustala liczbę ν nowych neutronów uwalnianych przy każdym rozszczepieniu. Moderacja ustala prawdopodobieństwo, że neutron zostanie spowolniony do prędkości termicznej, co gwałtownie zwiększa jego szansę na wywołanie rozszczepienia.
Dlaczego spowolnienie neutronów zwiększa prawdopodobieństwo rozszczepienia?
Przekrój czynny na rozszczepienie U-235 jest znacznie większy dla wolnych neutronów termicznych niż dla szybkich, dlatego spowolniony neutron ma znacznie większą szansę na wychwycenie i wywołanie rozszczepienia. Model odzwierciedla to, stosując wyższe prawdopodobieństwo rozszczepienia dla spowolnionych neutronów, dlatego zwiększenie moderacji może przechylić reakcję w stronę nadkrytyczności.
Jak dokładny fizycznie jest ten model?
To jakościowy model edukacyjny, a nie kod transportowy klasy reaktorowej. Odzwierciedla właściwe zależności przyczynowo-skutkowe między wzbogaceniem, mnożeniem neutronów, moderacją i krytycznością, ale wykorzystuje uproszczone prawdopodobieństwa, dwuwymiarowe balistyczne neutrony i skończoną sieć zamiast rzeczywistych danych o przekrojach czynnych, geometrii czy czasowania neutronów opóźnionych.