Rozszczepienie jąder atomowych

Nasza ocena:

3
Wyświetleń: 875
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Rozszczepienie jąder atomowych - strona 1

Fragment notatki:

Rozszczepienie jąder atomowych Energia wiązania na jeden nukleon wzrasta z liczbą masową aż do  A   ≈ 50. Jednak powyżej tej  wartości ta energia maleje. Dzieje się tak dlatego, że siły jądrowe mają krótki zasięg i dla dwóch  protonów oddalonych o więcej niż 2.5·10-15 m ich oddziaływanie jest raczej odpychające niż  przyciągające. Konsekwencją tego jest występowanie zjawisk rozszczepienia i syntezy jądrowej. Jeżeli ciężkie  jądro rozdzielimy na dwa mniejsze, te dwie części mogą mieć masę mniejszą niż masa jądra  wyjściowego nawet o dziesiąte części procenta. Dlatego ciężkie jądra mają tendencję do rozpadania  się na dwa mniejsze z wydzieleniem energii. Energia w bombie atomowej i reaktorach jądrowych jest wydzielana w procesach rozszczepienia  jądrowego. Spontaniczne rozszczepienie jądra jest dozwolone przez zasadę zachowania energii. Jednak w  naturalnych jądrach prawdopodobieństwo rozszczepienia jądra jest mniejsze niż  prawdopodobieństwo rozpadu  α. Prawdopodobieństwo rozszczepienia można wydatnie zwiększyć  bombardując jądra neutronami. Tak dzieje się np. gdy jądro 235U lub 239Pu wychwyci powolny  neutron. Różnica pomiędzy masą jądra uranu a sumą mas produktów rozszczepienia jest taka, że w  przeciętnej reakcji wydziela się 200 MeV energii co stanowi równoważnik 0.1% masy uranu.  Oznacza to, że z 1g uranu otrzymujemy energię równą:  E  = 0.001· mc 2 = 9·1010 J. Jest to około 3  miliony razy więcej niż energia wydzielana przy spalaniu 1g węgla. Z drugiej strony należy  uwzględnić fakt, że uran jest dużo droższy od węgla i że instalacje w elektrownii jądrowej są też  dużo droższe niż w konwencjonalnej. Ciągle jednak energia jądrowa jest znacznie tańsza niż z  paliw tradycyjnych. Rozszczepienie jądrowe może w reakcji łańcuchowej stać się procesem samopodtrzymującym się.  W każdej reakcji rozszczepienia powstają dwa lub trzy neutrony. Jeżeli przynajmniej jeden z nich  wywoła kolejne rozszczepienie to proces będzie sam się podtrzymywał. Ilość materiału powyżej,  której jest spełniony powyższy warunek nazywamy  masą krytyczną . Po raz pierwszy reakcję  rozszczepienia przeprowadzono (Enrico Fermi) na Uniwersytecie Chicago w 1942 r. Masa 235U i 239Pu może być też nadkrytyczna. Wtedy neutrony z jednego rozszczepienia wywołują  więcej niż jedną reakcję wtórną (reakcja lawinowa). Cała masa nadkrytyczna może być zużyta  (eksplodować) w czasie  t   ... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz