Redigerer Nukleær kjedereaksjon (avsnitt)

== Tidsrammer for nukleære kjedereaksjoner ==
=== Rask nøytronlevetid ===
Rask nøytronlevetid, ''l'', er den gjennomsnittlige tiden mellom utslipp av nøytroner og enten deres [[Elektromagnetisk absorpsjon|absorpsjon]] i systemet eller deres flukt fra systemet.<ref name=Lamarsh /> Begrepet levetid er brukt fordi  utslipp av et nøytron ofte blir betraktet som dets «fødsel», og den påfølgende absorpsjonen anses som dets «død». For termiske ([[langsomt nøytron]]) fisjonsreaktorer, er den typiske rask nøytronlevetiden på størrelse med 10<sup>-4</sup> [[sekund]]er, og for raske fisjonsreaktorer, er den raske nøytronlevetiden på størrelse med 10<sup>-7</sup> sekunder.<ref name=Duderstadt /> Disse ekstremt korte levetidene betyr at i løpet av ett sekund, kan forekomme 10&nbsp;000 til 10&nbsp;000&nbsp;000 nøytronlevetider.

=== Gjennomsnittlig genereringstid  ===
Gjennomsnittlig generasjonstid, ''Λ'', er den gjennomsnittlige tiden fra et nøytronutslipp til en innfangning som resulterer i fisjon.<ref name=Duderstadt /> Den gjennomsnittlige genereringstiden er forskjellig fra prompt nøytronlevetiden fordi den gjennomsnittlige genereringstiden bare omfatter nøytronabsorpsjoner som fører til fisjonsreaksjoner (ikke andre absorpsjonsreaksjoner). De to tidene henger sammen med følgende formel: 

:<math>\Lambda = \frac{l}{k}</math>

I denne formelen er k den effektive nøytronmultiplikasjonsfaktoren, beskrevet nedenfor.

=== Effektiv nøytronmultiplikasjonsfaktor ===
Den effektive nøytronmultiplikasjonsfaktoren, ''k'', er det gjennomsnittlige antall nøytroner fra én fisjon som forårsaker en ny fisjon. De resterende nøytroner blir enten absorbert i ikke-fisjonsreaksjoner eller forlater systemet uten å bli absorbert. Verdien av ''k'' avgjør hvordan en kjernefysisk kjedereaksjon fortsetter:

*''k'' < 1 (underkritikalisk): Systemet kan ikke opprettholde en kjedereaksjon, og eventuelle begynnelser på en kjedereaksjon dør ut over tid. For hver fisjon som er indusert i systemet, forekommer det gjennomsnittlig ''totalt'' 1 / (1 – k) fisjoner.

*''k'' = 1 (kritikalisk): Hver fisjon forårsaker i gjennomsnitt én ny fisjon, som fører til et fisjonsnivå (og effekt) som er konstant. Kjernekraftverk opererer med ''k'' = 1, med mindre effektnivået blir økt eller redusert.

*''k'' > 1 (overkritikalisk): 	For hver fisjon i materialet, er det sannsynlig at det vil være «''k''» fisjoner etter neste gjennomsnittlige genereringstid. Resultatet er at antallet fisjonsreaksjoner [[Eksponentiell vekst|øker eksponentielt]], ifølge ligningen <math>e^{(k-1)t/\Lambda}</math>, hvor ''t'' er medgått tid. Kjernefysiske våpen er konstruert for å operere under denne tilstanden. Det er to undergrupper av overkritikalisk: raskt og langsomt.

I en [[kjernereaktor]], vil ''k'' faktisk svinge fra litt mindre enn 1 til litt mer enn 1, hovedsakelig på grunn av varmevirkninger (etter som mer kraft er produsert, blir brenselsstavene varme og dermed utvidet, samtidig som deres absorpsjonsforhold senkes, og dermed driver ''k'' nedover). Dette gjør den gjennomsnittlige verdien av ''k'' på nøyaktig 1. Langsomme nøytroner spiller en viktig rolle i timingen av disse svingningene. 

I et uendelig medium, kan multiplikasjonsfaktoren beskrives av [[fire faktor formelen]].

=== Rask og langsom overkritikalitet ===
Ikke alle nøytroner sendes ut som et direkte produkt av en fisjon, men oppstår i stedet på grunn av [[radioaktivitet]] i noen av fisjonsfragmentene. Nøytronene som oppstår direkte fra fisjon kalles «[[raske nøytroner]]», og de som er et resultat av radioaktivite fisjonsfragmenter kalles «langsomme nøytroner». Den brøkdelen av nøytroner som er langsomme kalles ''[[Beta|β]]'', og denne andelen er vanligvis mindre enn 1% av alle nøytroner i en kjedereaksjon.<ref name=Duderstadt />

Den langsomme nøytronene tillater en kjernereaktor å besvare flere størrelsesordener saktere enn bare raske nøytroner ville alene.<ref name=Lamarsh /> Uten langsomme nøytroner vil endringer i reaksjonshastigheten i kjernereaktore oppstå i hastigheter som er for raske til å kontrolleres av mennesker.

Området for superkritikalitet mellom ''k'' = 1 og ''k'' = 1/(1-β) er kjent som langsom overkritikalitet (eller langsom kritikalitet). Det er i dette området at alle kjernereaktorer opererer. Området superkritikalitet for ''k''> 1 / (1-β) er kjent som raks superkritikalitet (eller rask kritikalitet), som er den regionen hvor kjernefysiske våpen opererer. 

Endringen i ''k'' som er nødvendig for å gå fra kritisk til å raskt kritisk er definert som en dollar.<ref name=dollar />