Suponha que em um reator nuclear, o fator de multiplicação de nêutrons
é igual a 1,05 . Isso significa que, em média, cada nêutron que inicia a fissão gera 1,05 nêutrons.
Qual é a condição para que a reação nuclear seja considerada crítica, subcrítica e supercrítica?
Qual é a condição para que a reação nuclear seja considerada crítica, subcrítica e supercrítica?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um reator nuclear onde o fator de multiplicação de nêutrons, representado por $ K $, é igual a 1,05. Isso quer dizer que, em média, cada nêutron que provoca uma fissão gera 1,05 nêutrons novos. A pergunta é: quais são as condições para que a reação nuclear seja considerada crítica, subcrítica e supercrítica?
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é esse tal de fator de multiplicação de nêutrons $ K $. Esse fator indica quantos nêutrons novos são produzidos a partir de cada nêutron que causa uma fissão nuclear. Basicamente:
- Se $ K = 1 $: Cada nêutron gera exatamente um novo nêutron. Isso mantém a reação estável.
- Se $ K < 1 $: Cada nêutron gera menos de um novo nêutron. A reação diminui com o tempo.
- Se $ K > 1 $: Cada nêutron gera mais de um novo nêutron. A reação aumenta com o tempo.
Passo 3
Agora, vamos definir cada condição com base no valor de $ K $:
-
Reação Crítica ($ K = 1 $):
- A reação se mantém constante.
- O número de nêutrons e, consequentemente, a taxa de fissão permanecem estáveis ao longo do tempo.
- É a condição ideal para a operação controlada de um reator nuclear.
-
Reação Subcrítica ($ K < 1 $):
- A reação diminui com o tempo.
- Menos nêutrons são produzidos do que os que causam fissão.
- A reação eventualmente para.
-
Reação Supercrítica ($ K > 1 $):
- A reação aumenta com o tempo.
- Mais nêutrons são produzidos do que os que causam fissão.
- Pode levar a um aumento descontrolado na taxa de fissão, o que é perigoso.
Resposta
Então, resumindo:
- Crítica quando $ K = 1 $
- Subcrítica quando $ K < 1 $
- Supercrítica quando $ K > 1 $
No caso do reator mencionado, com $ K = 1,05 $, a reação está supercrítica.