مفاعل نووي
يتكون اي مفاعل نووي من الاجزاء التالية:
- مركز المفاعل وهو الجزء الذي يتم فيه سلسلة عمليات الانشطار النووي.
- السائل المتحكم في حرارة المركز ويستعمل الماء عادة للتحكم في سرعة عمليات الانشطار النووي وكواقي
من الاشعاع المنبعث من العملية. - حاويات تحيط بمركز المفاعل و السائل المتحكم في حرارة المركز لمنع تسرب الاشعاعات الناتجة من
الانشطار النووي. - محولات حرارية للتحكم في حرارة السائل المتحكم في حرارة المركز.
- مولدة كهربائية عملاقة.
لغرض تحفيز سلسلة عمليات الانشطار النووي في مركز المفاعل النووي يستعمل ما يسمى بالوقود النووي
والتي هي في الغالب اليورانيوم-235 او البلوتونيوم-239 والفكرة تكمن في تحفيز انشطار في انوية ذرات
اليورانيوم-235 او البلوتونيوم-239 لايصالهما الى مرحلة ما يسمى الكتلة الحرجة.
لتوضيح مفهوم الكتلة الحرجة تصور ان هناك كرة بحجم قبضة اليد مصنوع من مادة اليورانيوم-235
، بعد تحفيز اولي لعملية الانشطار النووي بواسطة تسليط حزمة من النيوترون على الكرة سيتولد
2.5 نيترون جراء هذا الانشطار الاول لنواة ذرة اليورانيوم-235 وهذا يكون كافيا لبدا انشطار ثاني
في كل الاجزاء المتكونة من الانشطار الاول واثناء هذه السلسلة المتعاقبة من الانشطارات في نواة
الذرات يفقد الكثير من النيوترونات المتكونة الى سطح الشكل الكروي ولكن كمية النيوترونات المتكونة في
الداخل كافية لادامة عمليات الانشطار وهنا ياتي دور الكتلة الحرجة التي يمكن تعريفها بالحد الادنى
من كتلة مادة معينة كافية لتحمل سلسلات متعاقبة من الانشطارات . اذا كان العنصر المستخدم
في عملية الانشطار النووي ذو كتلة يتطلب تسليطا مستمرا بالنيوترونات لتحفيز الانشطار الاولي للنواة فان
هذه الكتلة تسمى الكتلة دون الحرجة. اذا كان العنصر المستخدم في عملية الانشطار النووي ذو
كتلة قادرة على تحمل سلسلات متعاقبة من الانشطار النووي حتى بدون اي تحفيز خارجي بواسطة
تسليط نيوترونات خارجية فيطلق على هذه الحالة الكتلة الفوق حرجة وهي المرحلة المطلوبة لتصنيع القنبلة
النووية.
