Uran nuclei Parçalanma. Chain reaksiya. prosesin təsviri

təxminən bərabər çəki iki fraqmentləri bir ağır atom parçalanması, enerji böyük məbləğdə azad izlədi - əsas Suayrıcı.

yeni bir dövrün nüvə parçalanma başlaması kəşf - "atom yaş". mümkün istifadə və risk balansının potensial istifadə istifadə etmək, yalnız sosioloji, siyasi, iqtisadi və elmi nailiyyətləri bir çox səbəb, həm də ciddi bir problem verdi. Hətta baxımından sırf elmi baxımdan nüvə parçalanma prosesi bulmacalar və ağırlaşmaları bir çox yaradılmış və bunun üçün tam nəzəri izahat gələcək bir şeydir.

Paylaşım - faydalı

(Nükleon başına) enerji məcburi müxtəlif nuclei fərqlənir. Ağır dövri masa ortasında yerləşən daha aşağı məcburi enerji var.

Bu ağır nuclei olan atom o deməkdir ki, sayı-dən çox 100 faydalı bununla fraqmentləri kinetik enerji çevrilir enerji azad iki kiçik fraqmentləri bölünür. Bu proses parçalanması adlanır atom nüvəsi.

ağır nüvə neytronların daha böyük bir sıra üstünlük neytron sabit nuclides olan proton sayı asılılığını göstərir sabitlik curve uyğun olaraq daha yüngül (proton sayı ilə müqayisədə). Bu parçalanması prosesi əlavə bəzi "ehtiyat" neytron emissiya olunacaq göstərir. Bundan əlavə, onlar da azad enerji bəzi üzərində olacaq. U → ^{238 145 90} La + Br + 3n: uran atomları Study parçalanma bu neytron 3-4 yaradır göstərdi.

parçasının atom sayı (və atom kütləvi) yarım bərabər deyil atom kütləvi ana. parçalanma nəticəsində əmələ atomların kütlələri arasında fərq haqqında 50 Lakin bunun səbəbi hələ tam aydın deyil adətən edir.

²³⁸ U, ¹⁴⁵ La Br və ⁹⁰ məcburi enerji müvafiq 1803, 1198 və 763 MeV var. Bu enerji 1198 + 158 = 763-1803 MeV reaksiya nəticəsində bərabər uran parçalanma azad deməkdir.

təbii parçalanma

təbii parçalanması prosesləri təbiət məlumdur, lakin onlar çox nadirdir. Bu prosesin orta ömür məsələn, radionuklidlərin alfa-tənəzzül orta ömür 10 ^11, 10 ^{17 və.}

Bunun səbəbi iki hissəyə ayırmaq üçün, əsas ilk ellipsoidal şəklində deformasiya (uzanır) məruz lazımdır, və sonra iki fraqmentləri daxil final parçalanma əvvəl ortada bir "boyun" təşkil edir.

potensial maneə

iki qüvvələrin əsas deformasiya dövlət. Onlardan biri - artan yerüstü enerji (maye droplets səthi gərilmə onun sferik formalı izah), digər - parçalanma fraqmentləri arasında Coulomb itələmə. Birlikdə onlar potensial maneə istehsal edir.

uran atom nuclei təbii parçalanma baş alfa tənəzzül olduğu kimi, fraqmentləri kvant tunel vasitəsilə bu maneə aradan qaldırmaq lazımdır. maneə alfa-tənəzzül olduğu kimi, 6 MeV, lakin α-hissəciklərin tunel ehtimalı çox ağır məhsul parçalanması atom xeyli böyükdür.

məcbur deqradasiyası

Çox daha çox uran nuclei parçalanma induksiya olunur. Bu halda, valideyn nüvə neutrons ilə süalanmış olunur. bir valideyn bu udur, onda onlar potensial maneə aradan qaldırmaq üçün lazım olan 6 MeV artıq ola bilər rəqsi enerji şəklində məcburi enerji azad etməyə borcludurlar.

əlavə neytron enerji potensialı maneə aradan qaldırmaq üçün kifayət qədər olmadıqda, hadisə neytron atom parçalanması vadar etmək üçün bir minimum kinetik enerji olmalıdır. ²³⁸ U əlavə neytron məcburi enerji halda təxminən 1 MeV yoxdur. Bu uran nuclei parçalanma 1 MeV-dən çox bir kinetik enerji yalnız neytron induksiya deməkdir. Digər tərəfdən, ²³⁵ U izotop bir taydəyişik neytron var. bir nüvə əlavə udur, o, onunla bir neçə təşkil və əlavə məcburi enerji bu eşleme bir nəticəsidir. Bu nüvə potensial maneə və hər hansı bir neytron ilə toqquşması nəticəsində meydana gələn izotopların bölgüsü aradan qaldırmaq üçün lazım olan enerji miqdarı azad etmək kifayətdir.

beta tənəzzül

parçalanma reaksiya üç və ya dörd neytronların yaydığı olmasına baxmayaraq, fraqmentləri hələ də sabit isobars daha neytron ehtiva edir. Bu parçalanma fraqmentləri beta tənəzzül ilə bağlı ümumiyyətlə qeyri-sabit deməkdir.

Məsələn, uran ²³⁸ U nüvə bölgüsü var, A = 145 sabit izobarlar ¹⁴⁵ parça lanthanum La üç mərhələdən, sabit nuclide qədər elektron və Neutrino radiasiya hər vaxt ¹⁴⁵ olur formalaşır o deməkdir ki, Neodimyum Nd edir. A = 90 ⁹⁰ Stable izobarlar sirkonium Zr, beş mərhələdən zəncir β-tənəzzül belə parçalanma parçası bromo Br ⁹⁰ olur edir.

Bu zəncir β-tənəzzül demək olar ki, üz elektron və Neutrino bütün keçirilir əlavə enerji buraxmaq.

Nüvə reaksiyaları: uranın parçalanma

Onların çox sayda neytron şüalanma birbaşa Nuclide nüvə sabitlik mümkün deyil təmin etmək. Burada bir məqam var heç bir Coulomb itələmə və belə yerüstü enerji valideyn görə neytron saxlamaq üçün çalışır ki. Buna baxmayaraq, bəzən olur. Məsələn, ilk beta-tənəzzül parçalanma parçası Br ⁹⁰ yerüstü enerji aradan qaldırmaq üçün kifayət qədər enerji ilə həyəcanlı dövlət yerləşən edilə bilər kripton-90 istehsal edir. Bu halda neytron şüalanma bir Kripton-89 yaratmaq üçün birbaşa baş verə bilər. kripton-89 üç mərhələdən bölünür ki, bu izobarlar hələ stabil yttrium-89 getmək deyil beta-tənəzzül ilə bağlı hələ qeyri-sabitdir.

Uran parçalanma: Chain Reaction

parçalanma reaksiya yaydığı neytron sonra öz-özünə induksiya parçalanma məruz digər valideyn-nüvə tərəfindən udulmuş bilər. az 1 MeV (- 158 MeV - uran nüvəsinin parçalanma azad enerji əsasən kinetik enerji parçalanma fraqmentləri çevrilir) daha enerji ilə yarana uran-238 üç neytronların, halda, onlar bu nuclide daha bölgüsü səbəb ola bilməz. nadir izotop U ²³⁵ bu pulsuz neytron əhəmiyyətli konsentrasiyası ²³⁵ U nuclei tərəfindən əsir edilə bilər, bu halda bölünmə induksiya olmayan aşağıdakı heç bir enerji ərəfəsində var-ci ildən Lakin, bu, həqiqətən, parçalanma səbəb ola bilər.

Bu prinsip zəncirvari reaksiya deyil.

Nüvə Reaksiyası növləri

k edək - Bu sayı addım n istehsal neytronların sayı asılı olacaq 1. - - n mərhələdə istehsal neytronların sayı bölünür zəncirinin addım n parçalanan material nümunəsi istehsal neytronların sayı 1 əsas tərəfindən udulmuş olan məcburi parçalanma məruz bilər.

• k <1 varsa, zəncirvari reaksiya sadəcə buxar deyil və proses çox tez dayanacaq. Bu təbii baş nə uran filizi, ^{235 U} konsentrasiyası bir neytron bu izotop udma ehtimalı son dərəcə cüzi ki, kiçik olan.

• k> 1, zəncirvari reaksiya parçalanan material bütün kimi uzun artmaqda davam edəcək istifadə edilə bilməz (atom bombası). Bu uran-235 kifayət qədər yüksək konsentrasiyası əldə etmək təbii filiz zənginləşdirilməsi ilə əldə edilir. sahəsində radius asılı neytron udma ehtimalı ilə sferik nümunə dəyəri k artır. Buna görə də U çəki baş verə bilər uran (zəncirvari reaksiya) və parçalanma müəyyən tənqidi kütləvi artıq olmalıdır.

• k = 1, sonra idarəli bir reaksiya yoxdur. Bu istifadə olunur nüvə reaktorlarının. prosesi (bu elementlər neytron ele bilən) neytronların ən udmaq kadmium və ya bor uran çubuqlar arasında paylanması idarə olunur. avtomatik olaraq k dəyər bir bərabər qalır ki, rod hərəkət tərəfindən nəzarət olunur uran özəyi Suayrıcı.