اولین واکنش زنجیره ای هسته ای تجربی. واکنش زنجیره ای کنترل شده راکتورهای هسته ای

که در آن ذرات عامل آنها نیز به عنوان محصولات این واکنش ها تشکیل می شوند. این واکنش، شکافت اورانیوم و برخی عناصر فرااورانیومی است (به عنوان مثال، 23 9 Pu) تحت تأثیر نوترون ها. اولین بار توسط E. Fermi در سال 1942 انجام شد. پس از کشف همجوشی هستهای W. Zinn، L. Szilard و G. N. Flerov نشان دادند که در طول شکافت هسته اورانیوم Uبیش از یک نوترون گسیل می شود: n + U → A + B + v. اینجا آو که در- قطعات شکافت با اعداد جرمی A از 90 تا 150، v- تعداد نوترون های ثانویه

ضریب ضرب نوترون. برای اینکه یک واکنش زنجیره ای رخ دهد، لازم است که میانگین تعداد نوترون های آزاد شده در یک جرم معین اورانیوم با گذشت زمان کاهش نیابد یا اینکه ضریب ضرب نوترون ک بزرگتر یا مساوی یک بود.

ضریب ضرب نوترون نسبت تعداد نوترون های یک نسل به تعداد نوترون های نسل قبل است. تغییر نسل به عنوان شکافت هسته ای درک می شود که طی آن نوترون های نسل قدیم جذب می شوند و نوترون های جدید متولد می شوند.

اگر k ≥ 1, سپس تعداد نوترون ها در طول زمان افزایش می یابد یا ثابت می ماند و واکنش زنجیره ایآینده. در k > 1تعداد نوترون ها کاهش می یابد و واکنش زنجیره ای غیرممکن است.

به دلایل متعددی، از بین تمام هسته های موجود در طبیعت، فقط هسته های ایزوتوپی برای انجام یک واکنش زنجیره ای هسته ای مناسب هستند. ضریب ضرب توسط: 1) گرفتن نوترون های آهسته توسط هسته ها، شکافت بعدی و گرفتن نوترون های سریع توسط هسته ها و همچنین با شکافت بعدی تعیین می شود. 2) گرفتن نوترون بدون شکافت توسط هسته اورانیوم. 3) گرفتن نوترون توسط محصولات شکافت، تعدیل کننده و عناصر ساختاریتاسیسات؛ 4) انتشار نوترون از ماده شکافت پذیر به خارج.

تنها فرآیند اول با افزایش تعداد نوترون ها همراه است. برای یک واکنش ثابت کباید برابر با 1 باشد. قبلاً در k = 1.01یک انفجار تقریباً فوراً رخ خواهد داد.

تشکیل پلوتونیوم. در نتیجه گرفتن یک نوترون توسط ایزوتوپ اورانیوم، یک ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه عمر 23 دقیقه تشکیل می شود. در طول پوسیدگی، اولین عنصر transura-new ظاهر می شود نپتونیوم:

.

نپتونیوم بتا رادیواکتیو (با نیمه عمر حدود دو روز) که یک الکترون ساطع می کند، به عنصر ترانس اورانیوم زیر تبدیل می شود - پلوتونیوم:

نیمه عمر پلوتونیوم 24000 سال است و مهمترین خاصیت آن قابلیت شکافت تحت تأثیر نوترون های کند مانند ایزوتوپ است و با کمک پلوتونیوم می توان با رهاسازی یک واکنش زنجیره ای انجام داد. از مقادیر عظیم انرژی

واکنش زنجیره ای با آزاد شدن انرژی عظیم همراه است. هنگامی که هر هسته شکافت می شود، 200 مگا ولت آزاد می شود. از شکافت 1 هسته اورانیوم انرژی مشابهی با احتراق 3 زغال سنگ یا 2.5 تن نفت آزاد می شود.

معادله واکنش زنجیره ای طبقه بندی نورون ها

دستگاه و اصل کارکرد شمارشگر تخلیه گاز

ساختار و اصل عملکرد اتاق یونیزاسیون

بسته به ولتاژ عرضه شده، آشکارساز می تواند در حالت های محفظه یونیزاسیون، شمارنده تناسبی و شمارنده گایگر-مولر کار کند.

ساده ترین آشکارساز یونیزاسیون است محفظه یونیزاسیون که خازنی است متشکل از دو صفحه موازی که فضای بین آنها با هوا یا گاز پر شده است. ولتاژی حدود 100 ولت به الکترودها اعمال می شود که مربوط به 1 بخش از مشخصه ولتاژ جریان است. در غیاب تابش یونیزان، شکاف بین الکترودها دی الکتریک است و جریانی در مدار وجود ندارد.

هنگامی که در معرض تابش یونیزان بین الکترودها قرار می گیرند، مولکول ها و اتم های گاز یونیزه می شوند و یون های مثبت و منفی تشکیل می شوند. یون های منفیحرکت به سمت الکترود مثبت و یون های مثبت برعکس. جریانی در مدار ایجاد می شود. ولتاژ بین الکترودها به گونه ای انتخاب می شود که تمام یون های تشکیل شده بدون داشتن زمان برای ترکیب مجدد به الکترودها برسند، اما همچنین به حدی شتاب نکنند که باعث یونیزاسیون ثانویه شوند.

کارکرد محفظه های یونیزاسیون آسان است و مشخصه آن ها است بازدهی بالاثبت نام، اما معایب آن حساسیت کم است. ولتاژ وارد شده به الکترودهای محفظه یونیزاسیون باید حدود 100 ولت باشد.

متر تخلیه گازیک استوانه فلزی یا شیشه ای است، سطح داخلیپوشش داده شده با فلز که همان کاتد است. یک نخ فلزی نازک به قطر حدود 100 میکرون که همان آند است در امتداد محور استوانه کشیده شده است.

کنتورهای متناسب در ولتاژهای مربوط به بخش 2 مشخصه جریان-ولتاژ کار می کنند. در ولتاژ 100-1000 ولت، قدرت میدان الکتریکی بالایی بین الکترودها ایجاد می‌شود و یون‌های اولیه حاصل، یونیزاسیون ثانویه اتم‌ها و مولکول‌های گاز را ایجاد می‌کنند. در چنین مترهایی، مقدار جریان به سطح تابش یونیزان بستگی دارد.

شمارنده های گایگر مولر در بخش سوم مشخصه جریان-ولتاژ در ولتاژهای بیش از 1000 ولت کار می کنند. تحت تأثیر تابش یونیزان، یون های مثبت و الکترون های منفی در فضای بین الکترودها تشکیل می شوند که با حرکت به سمت آند، ایجاد می کنند. یونیزاسیون ثانویه به دلیل قدرت میدان الکتریکی بالا در نزدیکی آند، مرتبط با مساحت کوچک آن، الکترون های ثانویه آنقدر شتاب می گیرند که گاز را دوباره یونیزه می کنند. تعداد الکترون ها مانند بهمن افزایش می یابد، تخلیه تاج رخ می دهد، که پس از قطع تابش یونیزان عمل می کند. شارژ با روشن کردن مقاومت بزرگ 1 MOhm خاتمه می یابد.

شمارنده های گایگر مولر با راندمان ضبط بالا و دامنه سیگنال بزرگ (حدود 40 ولت) مشخص می شوند. معایب: وضوح پایین و زمان بزرگبهبود.

معادله واکنش زنجیره ای:

که در آن K تعداد نوترون های ثانویه است (2-3). q - انرژی حرارتی

واکنش زنجیره ای هسته ایاین است که تحت تأثیر نوترون‌ها، هسته‌های اتم اورانیوم به هسته‌های سبک‌تری تجزیه می‌شوند. قطعات شکافت . در این مورد، نوترون های ثانویه و انرژی حرارتی آزاد می شود. نوترون‌های ثانویه که دوباره بر هسته‌های اورانیوم تأثیر می‌گذارند، با تشکیل نوترون‌های جدید و آزاد شدن انرژی منجر به شکافت آنها می‌شوند. این روند تکرار می شود، مانند یک بهمن توسعه می یابد و می تواند منجر به یک انفجار هسته ای شود.

با این حال، این نمایش یک واکنش هسته ای ایده آل است، زیرا در نتیجه جذب نوترون ها توسط ناخالصی ها و فرار نوترون ها از منطقه فعال، واکنش هسته ای ممکن است تجزیه شود.

برای توصیف فرآیندهای رخ داده در یک واکنش هسته ای، این مفهوم معرفی شده است ضریب ضرب K ، که برابر است با نسبت تعداد نوترون ها در یک زمان معین به تعداد نوترون های زمان قبل.

K > 1 واکنش هسته ای در حال رشد است و می تواند منجر به انفجار شود

به< 1 Ядерная реакция затухает

K = 1 واکنش هسته ای به طور پایدار پیش می رود

طبقه بندی نوترون ها بسته به مقدار انرژی آنها:

شرایط برای یک واکنش هسته ای:

1) اورانیوم باید از ناخالصی ها و محصولات پوسیده پاک شود.

2) در یک واکنش زنجیره ای نوترونی سریع، غنی سازی اورانیوم طبیعی ضروری است که غلظت آن 0.7٪ تا غلظت 15٪ است.

3) در یک واکنش زنجیره ای با نوترون های حرارتی، لازم است از گرفتن رزونانسی یک نوترون توسط اورانیوم 238 اجتناب شود. برای این منظور از تعدیل کننده های ساخته شده از گرافیت استفاده می شود.

4) سوخت هسته ای و سیستم تعدیل کننده باید متناوب باشند، یعنی. ناهمگون.

5) سیستم باید کروی باشد.

6) برای انجام یک واکنش هسته ای باید مقدار کافی سوخت هسته ای وجود داشته باشد. حداقل مقدار سوخت هسته ای که در آن واکنش هسته ای هنوز رخ می دهد جرم بحرانی نامیده می شود.

واکنش زنجیره ای هسته ای

واکنش زنجیره ای هسته ای- دنباله ای از واکنش های هسته ای منفرد، که هر یک توسط ذره ای ایجاد می شود که به عنوان محصول واکنش در مرحله قبلی دنباله ظاهر شد. نمونه‌ای از واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای، واکنش زنجیره‌ای از شکافت هسته‌های عناصر سنگین است که در آن، تعداد اصلی رویدادهای شکافت توسط نوترون‌های به‌دست‌آمده از شکافت هسته‌ها در نسل قبلی آغاز می‌شود.

مکانیسم آزادسازی انرژی

تبدیل یک ماده تنها در صورتی با آزاد شدن انرژی آزاد همراه است که ماده دارای ذخیره انرژی باشد. دومی به این معنی است که ریز ذرات یک ماده در حالتی هستند که انرژی سکون آن بیشتر از حالت ممکن دیگری است که انتقال به آن وجود دارد. یک انتقال خود به خود همیشه توسط یک مانع انرژی جلوگیری می شود، برای غلبه بر آن ریزذره باید مقدار معینی از انرژی را از خارج دریافت کند - انرژی تحریک. واکنش اگزوانرژیک در این واقعیت است که در تبدیل متعاقب برانگیختگی، انرژی بیشتری از آنچه برای برانگیختن فرآیند لازم است آزاد می‌شود. دو راه برای غلبه بر سد انرژی وجود دارد: یا به دلیل انرژی جنبشی ذرات در حال برخورد، یا به دلیل انرژی اتصال ذره در حال اتصال.

اگر مقیاس ماکروسکوپی آزاد شدن انرژی را در نظر داشته باشیم، آنگاه همه یا در ابتدا حداقل بخشی از ذرات ماده باید انرژی جنبشی لازم برای تحریک واکنش ها را داشته باشند. این تنها با افزایش دمای محیط به مقداری که در آن انرژی حرکت حرارتی به آستانه انرژی نزدیک می‌شود که روند فرآیند را محدود می‌کند، قابل دستیابی است. در مورد دگرگونی های مولکولی، یعنی واکنش های شیمیایی، چنین افزایشی معمولاً صدها کلوین است، اما در مورد واکنش های هسته ای به دلیل ارتفاع بسیار زیاد موانع کولنی هسته های در حال برخورد، حداقل 107 کلوین است. تحریک حرارتی واکنش‌های هسته‌ای در عمل فقط در طول سنتز سبک‌ترین هسته‌ها انجام می‌شود که در آن موانع کولن حداقل هستند (همجوشی گرما هسته‌ای).

تحریک با پیوستن ذرات به انرژی جنبشی زیادی نیاز ندارد، و بنابراین، به دمای محیط بستگی ندارد، زیرا به دلیل پیوندهای استفاده نشده ذاتی در نیروهای جاذبه ذرات رخ می دهد. اما برای برانگیختن واکنش ها، خود ذرات ضروری هستند. و اگر باز هم منظور ما یک عمل جداگانه از واکنش نیست، بلکه تولید انرژی در مقیاس ماکروسکوپی است، این تنها زمانی امکان پذیر است که یک واکنش زنجیره ای رخ دهد. مورد دوم زمانی اتفاق می افتد که ذرات تحریک کننده واکنش مجدداً به عنوان محصولات یک واکنش اگزونرژیک ظاهر شوند.

واکنش های زنجیره ای

واکنش های زنجیره ای در بین آنها رایج است واکنش های شیمیایی، که در آن نقش ذرات با پیوندهای استفاده نشده توسط اتم ها یا رادیکال های آزاد انجام می شود. مکانیسم واکنش زنجیره‌ای در طول تبدیل‌های هسته‌ای می‌تواند توسط نوترون‌هایی که سد کولنی ندارند و هسته‌ها را در هنگام جذب تحریک می‌کنند، فراهم کند. ظهور ذره لازم در محیط باعث ایجاد زنجیره ای از واکنش ها می شود که یکی پس از دیگری دنبال می شوند که تا زمانی که زنجیره به دلیل از بین رفتن ذره حامل واکنش پاره می شود ادامه می یابد. دو دلیل اصلی برای تلفات وجود دارد: جذب یک ذره بدون انتشار ذره ثانویه و خروج ذره از حجم ماده ای که فرآیند زنجیره را پشتیبانی می کند. اگر در هر عمل واکنش فقط یک ذره حامل ظاهر شود، واکنش زنجیره ای نامیده می شود بدون شاخه. یک واکنش زنجیره ای بدون شاخه نمی تواند منجر به آزاد شدن انرژی در مقیاس بزرگ شود.

اگر در هر عمل واکنش یا در برخی از حلقه های زنجیره بیش از یک ذره ظاهر شود، واکنش زنجیره ای منشعب رخ می دهد، زیرا یکی از ذرات ثانویه زنجیره آغاز شده را ادامه می دهد، در حالی که بقیه زنجیره های جدیدی را ایجاد می کنند که دوباره منشعب می شوند. درست است، فرآیندهایی که منجر به گسست های زنجیره ای می شوند، با فرآیند انشعاب رقابت می کنند، و وضعیت به وجود آمده باعث ایجاد پدیده های محدود کننده یا بحرانی ویژه واکنش های زنجیره ای شاخه ای می شود. اگر تعداد مدارهای شکسته از تعداد مدارهای جدید ظاهر شده بیشتر باشد، پس واکنش زنجیره ای خودپایدار(SCR) غیرممکن است. حتی اگر با وارد کردن مقدار معینی از ذرات ضروری به محیط به طور مصنوعی برانگیخته شود، از آنجایی که تعداد زنجیره ها در این مورد فقط می تواند کاهش یابد، روندی که شروع شده است به سرعت محو می شود. اگر تعداد زنجیره های جدید تشکیل شده از تعداد گسست ها بیشتر شود، واکنش زنجیره ای به سرعت در کل حجم ماده پخش می شود که حداقل یک ذره اولیه ظاهر شود.

منطقه ای از حالت های ماده با ایجاد یک واکنش زنجیره ای خودپایدار از منطقه ای که در آن واکنش زنجیره ای به طور کلی غیرممکن است، جدا می شود. شرایط بحرانی. حالت بحرانی با برابری بین تعداد مدارهای جدید و تعداد شکست ها مشخص می شود.

دستیابی به یک حالت بحرانی توسط تعدادی از عوامل تعیین می شود. بخش هسته سنگینتوسط یک نوترون برانگیخته می شود و در نتیجه یک رویداد شکافت بیش از یک نوترون ظاهر می شود (به عنوان مثال، برای 235 U، تعداد نوترون های تولید شده در یک رویداد شکافت به طور متوسط ​​2.5 است). در نتیجه، فرآیند شکافت می تواند منجر به یک واکنش زنجیره ای شاخه ای شود که حامل های آن نوترون ها خواهند بود. اگر سرعت تلفات نوترون (گرفتن بدون شکافت، فرار از حجم واکنش و غیره) سرعت ضرب نوترون را به گونه‌ای جبران کند که ضریب ضرب مؤثر نوترون دقیقاً برابر با واحد باشد، واکنش زنجیره‌ای در حالت ثابت معرفی بازخورد منفی بین ضریب ضرب مؤثر و سرعت آزاد شدن انرژی امکان یک واکنش زنجیره ای کنترل شده را فراهم می کند که برای مثال در انرژی هسته ای استفاده می شود. اگر ضریب ضرب بزرگتر از یک باشد، واکنش زنجیره ای به صورت تصاعدی ایجاد می شود. واکنش زنجیره ای شکافت فراری در سلاح های هسته ای استفاده می شود.

همچنین ببینید

• واکنش زنجیره ای شیمیایی

ادبیات

• کلیموف A.N. فیزیک هسته ای و راکتورهای هسته ای- م اتمیزدات، .
• لوین وی. فیزیک هسته ای و راکتورهای هسته ای/ ویرایش چهارم - م.: اتمیزدات، .
• پتونین V. P. مهندسی برق حرارتی تاسیسات هسته ای.- م.: اتمیزدات، .

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید «واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

واکنش هسته‌ای زنجیره‌ای، دنباله‌ای از واکنش‌های هسته‌ای است که توسط ذرات (مثلاً نوترون‌ها) که در هر رویداد واکنش ایجاد می‌شوند، برانگیخته می‌شوند. بسته به میانگین تعداد واکنش های پس از یک واکنش قبلی کمتر از، مساوی یا... ... اصطلاحات انرژی هسته ای

واکنش زنجیره ای هسته ای- دنباله ای از واکنش های هسته ای که توسط ذرات (مثلا نوترون ها) برانگیخته شده در هر رویداد واکنش ایجاد می شود. بسته به میانگین تعداد واکنش های پس از یک واکنش قبلی کمتر، مساوی یا بزرگتر از یک... ...

واکنش زنجیره ای هسته ای- grandininė branduolinė reakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. واکنش زنجیره ای هسته ای vok. Kettenkernreaktion، f rus. واکنش زنجیره ای هسته ای، f pranc. réaction en chaîne nucléaire, f; reaction nucléaire en chaîne, f … Fizikos terminų žodynas

واکنش شکافت هسته‌های اتمی عناصر سنگین تحت تأثیر نوترون‌ها؛ در هر عمل ازدحام، تعداد نوترون‌ها افزایش می‌یابد، به طوری که یک فرآیند شکافت خودپایه می‌تواند رخ دهد. به عنوان مثال، در طی شکافت یک هسته ایزوتوپ اورانیوم 235U تحت تأثیر ... فرهنگ لغت بزرگ دایره المعارفی پلی تکنیک

واکنش زنجیره ای هسته ای- واکنش شکافت هسته های اتمی تحت تأثیر نوترون ها که در هر عمل آن حداقل یک نوترون ساطع می شود که حفظ واکنش را تضمین می کند. به عنوان منبع انرژی در بارهای هسته ای (راکتورهای انفجاری هسته ای) و راکتورهای هسته ای ... ... واژه نامه اصطلاحات نظامی

واکنش زنجیره ای شکافت هسته ای با نوترون ها- - [A.S. Goldberg. فرهنگ لغت انرژی انگلیسی - روسی. 2006] موضوعات: انرژی به طور کلی واکنش واگرا EN ... راهنمای مترجم فنی

واکنش زنجیره ای هسته ای خودپایدار- 7. واکنش زنجیره ای هسته ای خودپایدار SCR یک واکنش زنجیره ای هسته ای که با ضریب ضرب مؤثر بیشتر یا مساوی با واحد مشخص می شود.

واکنش زنجیره ای

واکنش زنجیره ای- یک واکنش شیمیایی و هسته ای که در آن ظهور یک ذره فعال (رادیکال یا اتم آزاد در یک فرآیند شیمیایی، نوترون در یک فرآیند هسته ای) باعث می شود. عدد بزرگ(زنجیره) دگرگونی های متوالی مولکول ها یا هسته های غیر فعال. رادیکال های آزاد و بسیاری از اتم ها، بر خلاف مولکول ها، دارای ظرفیت های غیراشباع آزاد (الکترون جفت نشده) هستند که منجر به برهمکنش آنها با مولکول های اصلی می شود. هنگامی که یک رادیکال آزاد (R) با یک مولکول برخورد می کند، یکی از پیوندهای ظرفیت دومی شکسته می شود و بنابراین، در نتیجه واکنش، یک رادیکال آزاد جدید تشکیل می شود که به نوبه خود با مولکول دیگری واکنش می دهد - یک واکنش زنجیره ای رخ می دهد.

واکنش های زنجیره ای در شیمی شامل فرآیندهای اکسیداسیون (احتراق، انفجار)، ترک خوردن، پلیمریزاسیون و غیره است که در صنایع شیمیایی و نفت کاربرد فراوانی دارند.

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید "واکنش زنجیره ای" در فرهنگ های دیگر چیست:

CHAIN ​​REACTION، یک فرآیند خودپایه شکافت هسته ای، که در آن یک واکنش منجر به شروع یک ثانیه، یک ثانیه به یک سوم و غیره می شود. برای شروع واکنش، شرایط بحرانی مورد نیاز است، یعنی توده ای از مواد که قادر به شکافتن باشد... ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

واکنش زنجیره ای- هر فرآیند بیولوژیکی (یا شیمیایی-فیزیکی) متشکل از یک سری فرآیندهای به هم پیوسته، که در آن محصول (یا انرژی) هر مرحله یک شرکت کننده است مرحله بعد، که منجر به نگهداری و (یا) تسریع زنجیره می شود... ... راهنمای مترجم فنی

واکنش زنجیره ای- 1) واکنشی که باعث ایجاد تعداد زیادی دگرگونی در مولکول های ماده اولیه می شود. 2) واکنش خودپایدار شکافت هسته اتمی عناصر سنگین تحت تأثیر نوترون. 3) تجزیه در مورد یک سری اعمال، حالات و غیره که در آن یک یا یک... ... فرهنگ لغت بسیاری از عبارات

واکنش زنجیره ای هر فرآیند بیولوژیکی (یا شیمیایی-فیزیکی) متشکل از یک سری فرآیندهای مرتبط به هم که در آن محصول (یا انرژی) هر مرحله در مرحله بعدی شرکت می کند که منجر به نگهداری و (یا) ... ... زیست شناسی مولکولی و ژنتیک. فرهنگ لغت.

واکنش زنجیره ای- grandininė reakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Cheminė ar branduolinė reakcija، kurios aktyvusis centras sukelia ilgą kitimų grandinę. atitikmenys: انگلیسی. واکنش زنجیره ای rus. واکنش زنجیره ای … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

واکنش زنجیره ای- grandininė reakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. واکنش زنجیره ای vok. Kettenkernreaktion، f; Kettenreaktion، f rus. واکنش زنجیره ای، f pranc. réaction en chaîne, f … Fizikos terminų žodynas

رازگ در مورد روند مداوم و کنترل نشده درگیر کردن کسی یا چیزی. چی؟ BMS 1998, 489; BTS، 1462 … فرهنگ لغت بزرگ گفته های روسی

واکنش زنجیره ای مفهوم علمی. و همچنین "واکنش زنجیره ای" نام چندین است فیلم های بلند: فیلم "واکنش زنجیره ای" اتحاد جماهیر شوروی محصول 1962. «واکنش زنجیره ای» یک فیلم کمدی جنایی فرانسوی محصول سال ۱۹۶۳ است. «زنجیره... ... ویکی پدیا

مفهوم علمی واکنش زنجیره ای و همچنین "واکنش زنجیره ای" نام چندین فیلم بلند است: "واکنش زنجیره ای" محصول 1962 اتحاد جماهیر شوروی است. «واکنش زنجیره ای» یک فیلم کمدی جنایی فرانسوی محصول سال ۱۹۶۳ است. "واکنش زنجیره ای" فیلم استرالیایی... ... ویکی پدیا

واکنش زنجیره ای (فیلم، 1963) این اصطلاح معانی دیگری دارد، به واکنش زنجیره ای (تعاریف) مراجعه کنید. واکنش زنجیره ای Carambolages ... ویکی پدیا

کتاب ها

• واکنش زنجیره ای، الکلز سیمون. ویژگی های سن 18+ 3: - پرفروش ترین کتاب نیویورک تایمز، آمازون - از نویسنده پرفروش ترین های جهان "شیمی کامل" و "قانون جذب" - برای کسانی که معتقدند عشق همه چیز را تغییر می دهد "عالی…

این فرآیندی است که در آن یک واکنش انجام شده باعث واکنش های بعدی از همان نوع می شود.

در طول شکافت یک هسته اورانیوم، نوترون های حاصل می توانند باعث شکافت هسته های دیگر اورانیوم شوند و تعداد نوترون ها مانند بهمن افزایش می یابد.

نسبت تعداد نوترون های تولید شده در یک رویداد شکافت به تعداد این نوترون ها در رویداد شکافت قبلی را ضریب ضرب نوترون k می نامند.

وقتی k کمتر از 1 باشد، واکنش کاهش می یابد، زیرا تعداد نوترون های جذب شده بیشتر از تعداد نوترون های تازه تشکیل شده است.
وقتی k بزرگتر از 1 باشد، یک انفجار تقریباً بلافاصله رخ می دهد.
وقتی k برابر 1 باشد، یک واکنش زنجیره ای ثابت کنترل شده رخ می دهد.

واکنش زنجیره ای با رهاسازی همراه است مقدار زیادانرژی.

برای انجام یک واکنش زنجیره ای، نمی توان از هیچ هسته ای استفاده کرد که تحت تأثیر نوترون ها شکافت می کند.

به عنوان سوخت راکتورهای هسته ای استفاده می شود عنصر شیمیاییاورانیوم به طور طبیعی از دو ایزوتوپ اورانیوم 235 و اورانیوم 238 تشکیل شده است.

در طبیعت، ایزوتوپ های اورانیوم 235 تنها 0.7 درصد از کل ذخیره اورانیوم را تشکیل می دهند، اما ایزوتوپ هایی هستند که برای انجام یک واکنش زنجیره ای مناسب هستند، زیرا شکافت تحت تاثیر نوترون های آهسته

هسته های اورانیوم 238 فقط تحت تأثیر نوترون ها می توانند شکافت شوند انرژی بالا(نوترون های سریع). تنها 60 درصد از نوترون های تولید شده در طی شکافت هسته اورانیوم 238 دارای این انرژی هستند. تقریباً از هر 5 نوترون تولید شده تنها 1 مورد باعث شکافت هسته ای می شود.

شرایط واکنش زنجیره ای در اورانیوم 235:

حداقل مقدار سوخت (جرم بحرانی) مورد نیاز برای انجام یک واکنش زنجیره ای کنترل شده در یک راکتور هسته ای
- سرعت نوترون ها باید باعث شکافت هسته های اورانیوم شود
- عدم وجود ناخالصی هایی که نوترون ها را جذب می کنند

جرم بحرانی:

اگر جرم اورانیوم کوچک باشد، نوترون ها بدون واکنش به خارج از آن پرواز می کنند
- اگر جرم اورانیوم زیاد باشد، به دلیل افزایش شدید تعداد نوترون ها، امکان انفجار وجود دارد.
- اگر جرم با جرم بحرانی مطابقت داشته باشد، یک واکنش زنجیره ای کنترل شده رخ می دهد

برای اورانیوم-235، جرم بحرانی 50 کیلوگرم است (به عنوان مثال، یک توپ اورانیوم با قطر 9 سانتی متر).

اولین واکنش زنجیره ای کنترل شده - ایالات متحده آمریکا در سال 1942 (E. Fermi)
در اتحاد جماهیر شوروی - 1946 (I.V. Kurchatov).

قانون القای الکترومغناطیسی فارادیقانون اساسی الکترودینامیک در مورد اصول عملکرد ترانسفورماتورها، چوک ها و بسیاری از انواع موتورهای الکتریکی است.

و ژنراتورها قانون می گوید:

قانون فارادی به عنوان دو پدیده متفاوت[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

برخی از فیزیکدانان خاطرنشان می کنند که قانون فارادی دو مورد را توصیف می کند پدیده های مختلف: EMF موتور، که از اثر نیروی مغناطیسی روی یک سیم متحرک ایجاد می شود و ترانسفورماتور EMF، در اثر اعمال نیروی الکتریکی ناشی از تغییرات ایجاد می شود میدان مغناطیسی. جیمز کلرک ماکسول در کار خود به این واقعیت توجه کرد در مورد فیزیکی خطوط برق در سال 1861 در نیمه دوم قسمت دوم این اثر، ماکسول توضیح فیزیکی جداگانه ای برای هر یک از این دو پدیده می دهد. پیوند به این دو جنبه القای الکترومغناطیسیدر برخی از کتاب های درسی مدرن موجود است. همانطور که ریچارد فاینمن می نویسد:

قانون لورنتس[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

شارژ qدر هادی سمت چپ حلقه نیروی لورنتس را تجربه می کند q v× ب ک = −q v B (x C - w / 2) j   (j,k- بردارهای واحد در جهت ها yو z; سانتی متر. محصول برداریبردارها) که باعث emf (کار در واحد شارژ) می شود. v ℓ B(x C − w / 2)در تمام طول سمت چپ حلقه. در سمت راست حلقه، استدلال مشابه نشان می دهد که emf برابر است v ℓ B(x C + w / 2). دو emf مقابل هم بار مثبت را به سمت پایین حلقه فشار می دهند. در صورتی که میدان بدر امتداد x افزایش می یابد، نیروی سمت راست بیشتر می شود و جریان در جهت عقربه های ساعت جریان می یابد. با استفاده از قانون دست راست، ما آن میدان را دریافت می کنیم ب، ایجاد شده توسط جریان، مخالف فیلد اعمال شده است. EMF که باعث جریان می شود باید در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت (بر خلاف جریان) افزایش یابد. با اضافه کردن emf در جهت خلاف جهت عقربه‌های ساعت در طول حلقه، متوجه می‌شویم:

قانون فارادی[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

یک رویکرد شهودی جذاب اما معیوب برای استفاده از قانون جریان، جریان را در مدار به صورت Φ B = بیان می‌کند. B wℓ، کجا w- عرض حلقه متحرک این عبارت مستقل از زمان است، بنابراین به اشتباه نتیجه می شود که هیچ emf تولید نمی شود. خطای این عبارت این است که کل مسیر جریان از طریق حلقه بسته را در نظر نمی گیرد.

برای استفاده صحیحقوانین جریان باید کل مسیر فعلی را در نظر بگیریم، که شامل مسیر عبور از رینگ در رینگ های بالا و پایین می شود. می توانیم یک مسیر بسته دلخواه را از طریق رینگ ها و حلقه چرخان انتخاب کنیم و با استفاده از قانون جریان، emf را در این مسیر پیدا کنیم. هر مسیری که شامل یک قطعه مجاور یک حلقه چرخان باشد، حرکت نسبی بخش‌های زنجیره را در نظر می‌گیرد.

به عنوان مثال، مسیری را در نظر بگیرید که در قسمت بالای زنجیره در جهت چرخش دیسک بالایی و در قسمت پایین زنجیره - در جهت مخالف نسبت به دیسک پایین (با فلش های شکل نشان داده شده است) در نظر بگیرید. 4). در این حالت، اگر حلقه دوار با یک زاویه θ از حلقه کلکتور منحرف شده باشد، می توان آن را به عنوان بخشی از یک استوانه با مساحت در نظر گرفت. آ = rℓθ. این ناحیه عمود بر میدان است بو سهم آن در جریان برابر است با:

جایی که علامت منفی است زیرا طبق قانون دست راست میدان ب ، توسط یک حلقه با جریان، مخالف جهت میدان اعمال شده ایجاد می شود ب". از آنجایی که این فقط بخش وابسته به زمان شار است، طبق قانون شار emf برابر است با:

مطابق با فرمول قانون لورنتس.

اکنون مسیر دیگری را در نظر بگیرید، که در آن ما انتخاب می کنیم که در امتداد لبه های دیسک از قسمت های مخالف عبور کنیم. در این صورت موضوع مرتبط خواهد بود نزول کردنبا افزایش θ، اما طبق قانون دست راست، حلقه جریان اضافه می کندفیلد پیوست ب، بنابراین EMF برای این مسیر دقیقاً همان مقدار مسیر اول خواهد بود. هر مسیر بازگشتی مختلط نتیجه یکسانی را برای مقدار emf ایجاد می کند، بنابراین واقعاً مهم نیست که کدام مسیر را انتخاب کنید.

واکنش گرما هسته ای نوعی واکنش هسته ای است که در آن هسته های اتمی سبک به دلیل انرژی جنبشی حرکت حرارتی خود به هسته های سنگین تر تبدیل می شوند. خاستگاه اصطلاح[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

برای اینکه یک واکنش هسته ای رخ دهد، هسته های اتمی اصلی باید بر به اصطلاح "سد کولن" غلبه کنند - نیروی دافعه الکترواستاتیک بین آنها. برای این کار باید انرژی جنبشی بالایی داشته باشند. مطابق با نظریه جنبشیانرژی جنبشی ریزذرات متحرک یک ماده (اتم‌ها، مولکول‌ها یا یون‌ها) را می‌توان به صورت دما نشان داد و بنابراین با گرم کردن ماده می‌توان به واکنش هسته‌ای دست یافت. این رابطه بین گرم کردن یک ماده و یک واکنش هسته ای است که با اصطلاح "واکنش حرارتی هسته ای" منعکس می شود.

سد کولن[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

هسته اتم دارای بار الکتریکی مثبت است. در فواصل زیاد، بارهای آنها می تواند توسط الکترون ها محافظت شود. با این حال، برای اینکه همجوشی هسته ها اتفاق بیفتد، آنها باید به فاصله ای نزدیک شوند که برهمکنش قوی در آن انجام شود. این فاصله به ترتیب اندازه خود هسته ها و چند برابر است سایز کوچکتراتم در چنین فاصله‌هایی، لایه‌های الکترونی اتم‌ها (حتی اگر حفظ شده باشند) دیگر نمی‌توانند از بار هسته‌ها محافظت کنند، بنابراین دافعه الکترواستاتیکی قوی را تجربه می‌کنند. نیروی این دافعه، مطابق قانون کولن، با مجذور فاصله بین بارها نسبت معکوس دارد. در فواصل به ترتیب اندازه هسته ها، بزرگی برهمکنش قوی، که تمایل به اتصال آنها را دارد، به سرعت شروع به افزایش می کند و از بزرگی دافعه کولن بیشتر می شود.

بنابراین، برای واکنش، هسته ها باید بر یک مانع بالقوه غلبه کنند. به عنوان مثال، برای واکنش دوتریوم-تریتیوم، مقدار این مانع تقریبا 0.1 مگا ولت است. برای مقایسه، انرژی یونیزاسیون هیدروژن 13 eV است. بنابراین، ماده شرکت کننده در واکنش گرما هسته ای یک پلاسمای تقریباً کاملاً یونیزه خواهد بود.

دمای معادل 0.1 MeV تقریباً 109 K است، با این حال دو اثر وجود دارد که دمای مورد نیاز برای واکنش همجوشی را کاهش می دهد:

· اولاً، دما فقط میانگین انرژی جنبشی را مشخص می کند؛ ذرات با انرژی کمتر و بالاتر وجود دارند. در واقع، یک واکنش گرما هسته ای شامل تعداد کمی از هسته است که انرژی بسیار بالاتر از میانگین دارند (به اصطلاح "دم توزیع ماکسول"

ثانیاً، به دلیل اثرات کوانتومی، هسته ها لزوماً انرژی بیش از سد کولن ندارند. اگر انرژی آنها اندکی کمتر از سد باشد، احتمال عبور آنها از آن بیشتر است. [ منبع مشخص نشده 339 روز]

واکنش های گرما هسته ای[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

برخی از مهم ترین واکنش های گرما هسته ای با بخش های بزرگ:

(1)

D

+

تی

→

4 او

(3.5 مگا ولت)

+

n

(14.1 مگا ولت)

(2)

D

+

D

→

تی

(1.01 مگا ولت)

+

پ

(3.02 مگا ولت)

(50 %)

(3)

→

3 او

(0.82 مگا ولت)

+

n

(2.45 مگا ولت)

(50 %)

(4)

D

+

3 او

→

4 او

(3.6 مگا ولت)

+

پ

(14.7 مگا ولت)

(5)

تی

+

تی

→

4 او

+

n

+ 11.3 مگا ولت

(6)

3 او

+

3 او

→

4 او

+

پ

(7)

3 او

+

تی

→

4 او

+

پ

+

n

+ 12.1 مگا ولت

(51 %)

(8)

→

4 او

(4.8 مگا ولت)

+

D

(9.5 مگا ولت)

(43 %)

(9)

→

4 او

(0.5 مگا ولت)

+

n

(1.9 مگا ولت)

+

پ

(11.9 مگا ولت)

(6 %)

(10)

D

+

6Li

→

4 او

+ 22.4 مگا ولت -

(11)

پ

+

6Li

→

4 او

(1.7 مگا ولت)

+

3 او

(2.3 مگا ولت)-

(12)

3 او

+

6Li

→

4 او

+

پ

+ 16.9 مگا ولت

(13)

پ

+

11B

→

4 او

+ 8.7 مگا ولت

(14)

n

+

6Li

→

4 او

+

تی

+ 4.8 مگا ولت

کاتالیز میون[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

مقاله اصلی: کاتالیز میون

واکنش گرما هسته ای را می توان با وارد کردن میون های دارای بار منفی به پلاسمای واکنش به طور قابل توجهی تسهیل کرد.

میون‌ها، در تعامل با سوخت گرمای هسته‌ای، مزومولکول‌هایی را تشکیل می‌دهند که در آنها فاصله بین هسته‌های اتم‌های سوخت تا حدودی کوچک‌تر است، که رویکرد آنها را تسهیل می‌کند و علاوه بر این، احتمال تونل زنی هسته‌ها را از طریق سد کولن افزایش می‌دهد.

تعداد واکنش های سنتز Xc، که توسط یک میون آغاز می شود، با مقدار ضریب چسبندگی میون محدود می شود. به طور تجربی، می توان مقادیر Xc ~ 100 را به دست آورد، به عنوان مثال، یک میون قادر است انرژی ~ 100 × X MeV را آزاد کند، که در آن X خروجی انرژی واکنش کاتالیز شده است.

تاکنون مقدار انرژی آزاد شده کمتر از هزینه های انرژی برای تولید خود میون (5-10GeV) است. بنابراین، کاتالیز میون هنوز یک فرآیند انرژی نامطلوب است. به صورت تجاری تولید سودآورانرژی با استفاده از کاتالیز میون امکان پذیر است Xc ~ 10 4 .

برنامه[ویرایش | ویرایش متن ویکی]

استفاده از واکنش گرما هسته ای به عنوان یک منبع عملاً پایان ناپذیر انرژی در درجه اول با چشم انداز تسلط بر فناوری همجوشی هسته ای کنترل شده (CTF) همراه است. در حال حاضر پایه علمی و فناوری اجازه استفاده از CTS را در مقیاس صنعتی نمی دهد.

در عین حال، واکنش کنترل نشده گرما هسته ای کاربرد خود را در امور نظامی پیدا کرده است. اولین وسیله انفجاری ترموهسته ای در نوامبر 1952 در ایالات متحده آزمایش شد و قبلاً در اوت 1953 ، یک وسیله انفجاری گرما هسته ای به شکل بمب هوایی در اتحاد جماهیر شوروی آزمایش شد. قدرت یک وسیله انفجاری ترموهسته ای (برخلاف یک اتمی) فقط به مقدار موادی که برای ایجاد آن استفاده می شود محدود می شود، که امکان ایجاد وسایل انفجاری با هر قدرتی را فراهم می کند.

بلیط 27 سوال 1

پدیده خود القایی

ما قبلاً مطالعه کرده ایم که یک میدان مغناطیسی در نزدیکی هادی حامل جریان ایجاد می شود. ما همچنین مطالعه کردیم که یک میدان مغناطیسی متناوب یک جریان تولید می کند (پدیده القای الکترومغناطیسی). در نظر بگیریم مدار الکتریکی. هنگامی که قدرت جریان در این مدار تغییر می کند، میدان مغناطیسی تغییر می کند، در نتیجه یک اضافی جریان القایی. این پدیده نامیده می شود خود القایی، و جریان ایجاد شده در این مورد نامیده می شود جریان خود القایی.

پدیده خود القایی، وقوع یک EMF در یک مدار رسانا است که در نتیجه تغییر قدرت جریان در خود مدار ایجاد می شود.

اندوکتانس مدار به شکل و اندازه آن و به خواص مغناطیسی بستگی دارد محیطو به قدرت جریان در مدار بستگی ندارد.

emf خود القایی با فرمول تعیین می شود:

پدیده خود القایی شبیه پدیده اینرسی است. همانطور که در مکانیک توقف آنی جسم متحرک غیرممکن است، جریان نیز به دلیل پدیده خود القایی نمی تواند فوراً مقدار معینی به دست آورد. اگر یک سیم پیچ به صورت سری به لامپ دوم در مداری متشکل از دو لامپ یکسان متصل شده به موازات منبع جریان متصل شود، پس از بسته شدن مدار، لامپ اول تقریباً بلافاصله و دومی با تأخیر قابل توجهی روشن می شود.

هنگامی که مدار باز می شود، قدرت جریان به سرعت کاهش می یابد و emf خود القایی حاصل از کاهش شار مغناطیسی جلوگیری می کند. در این حالت جریان القایی مانند جریان اصلی هدایت می شود. emf خود القا شده می تواند چندین برابر بیشتر از emf خارجی باشد. از همین رو لامپ هااغلب اوقات وقتی چراغ ها خاموش می شوند می سوزند.

انرژی میدان مغناطیسی

انرژی میدان مغناطیسی مدار حامل جریان:

تشعشعات رادیواکتیو تابشی است که یک ایزوتوپ در حین واپاشی آزاد می کند. دارای سه گونه است: پرتوهای آلفا (جریان هسته های اتمی هلیوم)، پرتوهای بتا (جریان الکترون ها) و پرتوهای گاما (جریان هسته های اتمی هلیوم). تابش الکترومغناطیسی). برای انسان خطرناک ترین اشعه گاما است.

دوز تابش جذب شده برابر است با نسبت انرژی دریافتی بدن به جرم بدن. دوز جذب با حرف D مشخص می شود و با رنگ خاکستری اندازه گیری می شود.

در عمل واحد اندازه گیری نیز رونتگن (R) است که برابر با 2.58 ضربدر 10 به توان منهای 4 کولن تقسیم بر کیلوگرم است.

تشعشعات جذب شده می توانند در طول زمان جمع شوند و هر چه تابش طولانی تر شود، دوز آن افزایش می یابد.

میزان دوز با نسبت دوز تابش جذب شده به زمان تابش تعیین می شود. با حرف N مشخص می شود و به رنگ خاکستری تقسیم بر ثانیه اندازه گیری می شود.

برای انسان، دوز کشنده تابش جذب شده معادل 6 گری است. حداکثر دوز مجاز تابش برای انسان 0.05 گری در سال است.

بلیط 28 سوال 1

ذره بنیادی یک اصطلاح جمعی است که به ریز اجسام در مقیاس زیرهسته ای اطلاق می شود که نمی توانند به اجزای سازنده خود تقسیم شوند.

باید در نظر داشت که برخی از ذرات بنیادی ( الکترون, نوترینو, کوارک هاو غیره) در حال حاضر بدون ساختار در نظر گرفته می شوند و به عنوان اولیه در نظر گرفته می شوند ذرات بنیادی . سایر ذرات بنیادی (به اصطلاح ذرات مرکب از جمله ذراتی که هسته را تشکیل می دهند اتم - پروتون هاو نوترون ها) ساختار داخلی پیچیده ای دارند، اما، با این وجود، ایده های مدرن، جدا کردن آنها به دلیل اثر غیرممکن است حصر.

در مجموع با ضد ذراتبیش از 350 ذره بنیادی کشف شده است. از این میان، فوتون، الکترون و میون نوترینو، الکترون، پروتون و پادذرات آنها پایدار هستند. ذرات بنیادی باقیمانده به طور خود به خود در یک زمان از تقریباً 1000 ثانیه (برای یک نوترون آزاد) تا کسری ناچیز از ثانیه (از 10-24 تا 10-22) تجزیه می شوند. رزونانس ها).

با نوسانات الکترومغناطیسی، تغییرات دوره ای در بار الکتریکی، جریان و ولتاژ رخ می دهد. رایگان، محو شدن، مجبور شدو خود نوسانات.

نوسانات آزاد به نوساناتی گفته می شود که در یک سیستم (خازن و سیم پیچ) پس از خارج شدن از وضعیت تعادل (زمانی که باری به خازن وارد می شود) رخ می دهد. دقیق تر، نوسانات الکترومغناطیسی آزاد زمانی رخ می دهد که یک خازن از طریق یک سلف تخلیه می شود. مجبور شد نوسانات به نوسانات در مدار تحت تأثیر یک نیروی الکتروموتور خارجی که به طور متناوب تغییر می کند گفته می شود.

ساده ترین سیستم، که در آن نوسانات الکترومغناطیسی آزاد مشاهده می شود، می باشد مدار نوسانیاز یک سلف و یک خازن تشکیل شده است که این فرآیند بارها و بارها تکرار خواهد شد. بوجود خواهد آمد ارتعاشات الکترومغناطیسیبه دلیل تبدیل انرژی از میدان الکتریکی خازن.

· خازن که از باتری شارژ می شود، در لحظه اولیه زمان حداکثر شارژ را به دست می آورد. انرژی او W eحداکثر خواهد بود (شکل a).

· اگر خازن به یک سیم پیچ کوتاه شود، در این لحظه شروع به تخلیه می کند (شکل ب). جریان در مدار ظاهر می شود. با تخلیه خازن، جریان در مدار و سیم پیچ افزایش می یابد. با توجه به پدیده خود القایی، این امر به صورت آنی اتفاق نمی افتد. انرژی سیم پیچ W mحداکثر می شود (شکل ج).

· جریان القایی در همان جهت جریان می یابد. بارهای الکتریکی دوباره روی خازن جمع می شود. خازن شارژ می شود، یعنی. صفحه خازن که قبلا دارای بار مثبت بوده، دارای بار منفی می شود. انرژی خازن به حداکثر می رسد. جریان در این جهت متوقف می شود و این روند در جهت مخالف تکرار می شود (شکل d). این روند بارها و بارها تکرار خواهد شد. بوجود خواهد آمد ارتعاشات الکترومغناطیسیبه دلیل تبدیل انرژی میدان الکتریکی خازن به انرژی میدان مغناطیسی سیم پیچ جریان و بالعکس. اگر تلفات وجود نداشته باشد (مقاومت R = 0)، قدرت جریان، شارژ و ولتاژ در طول زمان با توجه به قانون هارمونیک. به نوساناتی که بر اساس قانون کسینوس یا سینوس روی می دهند هارمونیک می گویند. معادله ارتعاش هارمونیکشارژ: .

مداری که در آن اتلاف انرژی وجود ندارد یک مدار نوسانی ایده آل است. دوره نوسانات الکترومغناطیسیدر یک مدار نوسانی ایده آل به اندوکتانس سیم پیچ و ظرفیت خازن بستگی دارد و با توجه به فرمول تامسونکه در آن L اندوکتانس سیم پیچ، C ظرفیت خازن، T دوره نوسانات الکتریکی است.
در یک مدار نوسانی واقعی، نوسانات الکترومغناطیسی آزاد خواهد بود محو شدن به دلیل اتلاف انرژی هنگام گرم کردن سیم ها. برای کاربرد عملی، به دست آوردن نوسانات الکترومغناطیسی بدون میرا بسیار مهم است و برای این کار لازم است مدار نوسانی را با الکتریسیته پر کرد تا تلفات انرژی از مولد نوسان بدون میرا، که نمونه ای از یک سیستم خود نوسانی است، جبران شود.

بلیط 29 سوال 1

پادذره - ذره دوقلوی دیگری ذره بنیادی، داشتن همین جرمو همینطور چرخش، در نشانه های سایر ویژگی های تعامل با آن متفاوت است ( اتهاماتی مانند برقیو رنگبارها، باریون و لپتون اعداد کوانتومی).

خود تعریف اینکه در یک جفت ذره-پاد ذره چه چیزی را «ذره» بنامیم، تا حد زیادی دلخواه است. با این حال، برای یک انتخاب معین از "ذره"، پادذره آن به طور منحصر به فرد تعیین می شود. حفظ عدد باریون در فرآیندهای برهمکنش ضعیف، تعیین "ذره" را در هر جفت باریون-ضد باریون از زنجیره واپاشی باریون ممکن می سازد. انتخاب یک الکترون به عنوان یک "ذره" در جفت الکترون-پوزیترون ثابت می شود (به دلیل حفظ عدد لپتون در فرآیندها) تعامل ضعیف) تعیین وضعیت یک "ذره" در یک جفت الکترون نوترینو- ضد نوترینو. انتقال بین لپتون ها نسل های مختلف(نوع) مشاهده نشده است، بنابراین تعریف "ذره" در هر نسل از لپتون ها، به طور کلی، می تواند به طور مستقل ساخته شود. معمولاً بر اساس قیاس با یک الکترون، "ذرات" را دارای بار منفی می نامند لپتون ها، که با حفظ عدد لپتون، مربوطه را تعیین می کند نوترینوو ضد نوترینو. برای بوزون هامفهوم "ذره" را می توان با تعریف ثابت کرد، به عنوان مثال، شارژ بیش از حد.