Massa crítica: diferenças entre revisões
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[[Ficheiro:Partially-reflected-plutonium-sphere.jpeg|thumb|right|350px|Simulação de uma esfera de [[plutónio]] rodeada por blocos reflectores de [[carbeto de tungsténio]], [[Reflector de neutrões|reflectores de neutrões]]. Uma recriação de um [[acidente de criticidade]], em 1945, com o objectivo de medir a radiação produzida quando um bloco reflector suplementar foi adicionado sobre a esfera de maneira descuidada, reflectindo mais neutrões de volta à massa, tornando-a supercrítica.]]
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A forma com menor massa crítica é a [[Esfera (geometria)|esfera]]. Esta massa poderá ser ainda mais reduzida com a introdução de um reflector de neutrões.
No caso de uma esfera rodeada por um reflector de neutrões, a massa crítica é de cerca de 15
As massas críticas (forma esférica) de alguns outros isótopos cujas [[meia-vida]]s excedem 100 anos encontram-se compiladas na tabela seguinte.
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! Isótopo !! Massa Crítica !! Link
|-
|[[Protactínio|protactínio-231]] || 750±180
|-
| [[Urânio|urânio-233]] || 15
|-
| [[Urânio|urânio-235]] || 50
|-
| [[Neptúnio|neptúnio-236]] || 7
|-
| [[Neptúnio|neptúnio-237]] || 60
|-
| [[Plutônio|plutónio-238]] || 9.04–10.07
|-
| [[Plutônio|plutónio-239]] || 10
|-
| [[Plutônio|plutónio-240]] || 40
|-
| [[Plutônio|plutónio-242]] || 100
|-
| [[Amerício|amerício-241]] || 60–100
|-
| [[Amerício|amerício-242]] || 9–18
|-
| [[Amerício|amerício-243]] || 50–150
|-
| [[Cúrio|cúrio-243]] || 7.34–10
|-
| [[Cúrio|cúrio-244]] || (13.5)–30
|-
| [[Cúrio|cúrio-245]] || 9.41–12.3
|-
| [[Cúrio|cúrio-246]] || 39–70.1
|-
| [[Cúrio|cúrio-247]] || 6.94–7.06
|-
| [[Califórnio|califórnio-249]] || 6
|-
| [[Califórnio|califórnio-251]] || 5
|}
A massa crítica para plutónio de baixa qualidade depende fortemente das percentagens da mistura: com 20% de U-235 (abreviatura de urânio-235) e rodeada por uma camada de [[berílio]] reflectora de neutrões, terá mais de 400
A massa crítica é inversamente proporcional ao quadrado da densidade: se a densidade é 1% maior e a massa 2% menor, então o volume é 3% menor e o diâmetro 1% menor (aproximadamente). A probabilidade, por cm viajado, de um neutrão atingir um núcleo é proporcional à densidade - 1% mais, portanto -, compensando assim o facto de a distância viajada pelo neutrão antes de abandonar o sistema ser 1% menor. Isto é algo que deverá ser levado em consideração quando se tornam necessárias estimativas mais precisas de massas críticas, para isótopos de plutónio, do que as fornecidas na tabela anterior. Com efeito, o metal plutónio tem um grande número de fases cristalinas distintas, as quais, por sua ves, poderão exibir densidades extremamente variáveis.
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</math>
onde o factor <math> f </math> foi reescrito como <math> f' </math> (f linha) com o intuito de levar em conta o facto dos dois valores poderem diferenciar-se dependendo de efeitos geométricos e de que forma definimos <math> \Sigma </math>. Por exemplo, para uma esfera sólida de [[Plutônio|Pu-239]] a criticidade é atingida a 320
O que foi até aqui referido é aplicado em armas nucleares de tipo implosivo, nas quais uma massa esférica de material fissionável, massa essa substancialmente menor do que uma massa crítica, é tornada supercrítica aumentando <math> \rho </math> muito rápidamente (e, assim, também <math> \Sigma </math>). Com efeito, sofisticados programas de armamento nuclear podem criar um dispositivo perfeitamente funcional a partir de muito menos material do que aquele que programas menos sofisticados requereriam.
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