क्रांतिक द्रव्यमान

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आंशिक रूप से परावर्तित प्लूटोनियम गोला

किसी नाभिकीय अभिक्रिया को सतत (sustained) बनाये रखने के लिये आवश्यक विखण्डनीय पदार्थ (फिसाइल मैटेरिअयल) न्यूनतम मात्रा को क्रांतिक द्रव्यमान या 'क्रिटिकल मास' (critical mass) कहते हैं। यह मात्रा फिसनेबल पदार्थ के नाभिकीय गुणों (जैसे, न्युक्लियर फिजन क्रास-सेक्शन), उसके घनत्व, आकार, इनरिचमेन्ट, शुद्धता, तापमान एवं वाह्य स्थितियों पर निर्भर होता है।

अनाच्छादित गोले का क्रान्तिक द्रव्यमान[संपादित करें]

यदि फिसाइल पदार्थ के किसी गोले के चारो तरफ न्युट्रानों को परावर्तित करने के लिये कोई विशिष्ट पदार्थ का प्रयोग न किया जाय तो एक निश्चित आकार से कम आकार के ऐसे गोले की नाभिकीय क्रिया को 'सस्टेन' नहीं रखा जा सकता क्योंकि न्यूट्रान आसानी से इस गोले को छोदकर बाहर निकलकर बेकार हो जाते हैं। किन्तु बिना किसी न्यूट्रान-परावर्तक वाले इस गोले का आकार बढाते चले जाँय तो एक स्थिति आती है जब इसकी नाभिकीय क्रियाएँ अक्षय (सस्टेण्ड) हो जाती हैं। ये आकार और संगत द्रव्यमान नीचे देए गयी सारणी में दर्शाये गये हैं। ध्यातव्य है कि यदि इस गोलाकार फिसाइल मैटेरिअयल के चारो तरफ कोई न्यूट्रोन-रिफ्लेक्टर लगा दिया जाय तो इससे कम द्रव्यमान से भी नाभिकीय क्रिया को सस्टेन रखा जा सकता है।

न्यूक्लाइड क्रांतिक द्रव्यमान
(kg)
व्यास
(सेमी)
सन्दर्भ
यूरेनियम-233 15 11 [1]
यूरेनियम-235 52 17 [1]
नेप्चूनियम-236 7 8.7 [2]
नेप्चूनियम-237 60 18 [3][4]
प्लूटोनियम-238 9.04–10.07 9.5-9.9 [5]
प्लूटोनियम-239 10 9.9 [1][5]
प्लूटोनियम-240 40 15 [1]
प्लूटोनियम-241 12 10.5 [6]
प्लूटोनियम-242 75–100 19-21 [6]
अमेरिसियम-241 55–77 20-23 [7]
americium-242 9–14 11-13 [7]
americium-243 180–280 30-35 [7]
curium-243 7.34–10 10-11 [8]
curium-244 (13.5)–30 (12.4)–16 [8]
curium-245 9.41–12.3 11-12 [8]
curium-246 39–70.1 18-21 [8]
curium-247 6.94–7.06 9.9 [8]
californium-249 6 9 [2]
californium-251 5 8.5 [2]
californium-252 2.73 6.9 [9]

सन्दर्भ[संपादित करें]

  1. Nuclear Weapons Design & Materials, The Nuclear Threat Initiative website.
  2. Final Report, Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport, Republic of France, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prévention et d'étude des Accidents.
  3. Chapter 5, Troubles tomorrow? Separated Neptunium 237 and Americium, Challenges of Fissile Material Control (1999), isis-online.org
  4. http://www.lanl.gov/news/index.php?fuseaction=home.story&story_id=1348[broken citation]
  5. Updated Critical Mass Estimates for Plutonium-238, U.S. Department of Energy: Office of Scientific & Technical Information
  6. Amory B. Lovins, Nuclear weapons and power-reactor plutonium, Nature, Vol. 283, No. 5750, pp. 817-823, February 28, 1980
  7. http://typhoon.tokai-sc.jaea.go.jp/icnc2003/Proceeding/paper/6.5_022.pdf[broken citation] Dias et al.
  8. Hirshi Okuno and Hirumitsu Kawasaki, Technical Report, Critical and Subcritical Mass Calculations for Curium-243 to -247 , Japan National Institute of Informatics, Reprinted from Joournal of Nuclear Science and technology, Vol.39 No.10 p.1072-1085 (October 2002)साँचा:Copyvio link
  9. [1]