Nüvə bölünməsi nədir

nüvə bölünmə simulyasiyası

Şübhəsiz bilirsiniz ki, enerji və elektrik enerjisi istehsalının yollarından biri nüvə enerjisindən istifadə etməklə edilir. Ancaq bunun həqiqətən necə işlədiyini bilmirsiniz. Nüvə enerjisinin əmələ gəlməsinin iki prosesi var: nüvə bölünməsi və nüvə birləşməsi.

Nüvə parçalanmasının nə olduğunu və bununla əlaqəli hər şeyi bilmək istəyirsinizmi?

Nüvə fisiyası

uranın nüvə bölünməsi 235

Nüvə parçalanması, daha ağır nüvənin neytronlarla bombardman edildiyi kimyəvi reaksiya. Bu baş verdikdə daha qeyri-sabit bir nüvəyə çevrilir və ölçüləri eyni böyüklük sırasına oxşar olan iki nüvəyə ayrılır. Bu müddətdə böyük miqdarda enerji ayrılır və bir neçə neytron yayılır.

Neytronlar nüvənin bölünməsi ilə yayıldıqda, yaxınlıqdakı digər nüvələrlə qarşılıqlı əlaqə quraraq digər çöküntülərə səbəb ola bilərlər. Neytronlar başqa parçalanmalara səbəb olduqda, onlardan sərbəst buraxılacaq neytronlar daha çox qırılma meydana gətirəcəkdir. Beləliklə, böyük miqdarda enerji istehsal olunduqca. Bu proses baş verir saniyənin kiçik bir hissəsində və zəncirvari reaksiya olaraq bilinir. Parçalanmış nüvələr, bir kömür blokunun yandırılması və ya eyni kütlədə olan bir dinamit blokunun partlaması nəticəsində əldə ediləndən milyon qat daha çox enerji sərbəst buraxır. Bu səbəblə nüvə enerjisi çox güclü bir enerji mənbəyidir və yüksək enerji ehtiyacları üçün istifadə olunur.

Bu enerjinin sərbəst buraxılması kimyəvi reaksiyaya nisbətən daha sürətli olur.

Neytron çöküntüləri meydana gəldikdə və sonrakı parçalanmaya səbəb olan yalnız bir neytron sərbəst buraxıldıqda, saniyədə meydana gələn çöplərin sayı sabitdir və reaksiyalar yaxşı idarə oluna bilər. İşlədikləri prinsip budur nüvə reaktorları.

Füzyon və bölünmə arasındakı fərq

nüvə birləşməsi

Hər ikisi də atomun nüvəsindəki enerjini sərbəst buraxan nüvə reaksiyalardır. Ancaq ikisi arasında böyük fərqlər var. Nüvə parçalanması, şərh edildiyi kimi, ağır nüvənin neytronlarla toqquşması yolu ilə daha kiçik olanlara ayrılmasıdır. Nüvə birləşməsi vəziyyətində bunun əksidir. Bu daha yüngül nüvəli birləşmə daha böyük və ağır birini yaratmaq.

Məsələn, nüvə bölünməsində, uran 235 (nüvə parçalanmasına məruz qalan və təbiətdə olan yeganə izotopdur) neytronla birləşərək daha sürətlə bölən və daha sabit bir atom meydana gətirir.n barium 144 və kripton 89, üstəgəl üç neytron. Bu, uranın neytronla birləşdiyi zaman baş verə biləcək reaksiyalardan biridir.

Bu əməliyyatla, hazırda tapılan və elektrik enerjisi istehsalı üçün istifadə olunan nüvə reaktorları fəaliyyət göstərir.

Nüvə birləşməsinin baş verməsi üçün daha yüngül iki nüvənin birləşərək daha ağır bir nüvə meydana gətirməsi lazımdır. Bu müddətdə çox miqdarda enerji ayrılır. Məsələn, Günəşdə daha az kütləsi olan atomların birləşərək daha ağırlarını meydana gətirdiyi nüvə birləşmə prosesləri davamlı olaraq baş verir. Ən yüngül iki nüvə müsbət yüklənməli və mövcud olan itələmənin elektrostatik qüvvələrini aşaraq bir-birlərinə yaxınlaşmalıdırlar. Bunun üçün çox miqdarda istilik və təzyiq lazımdır. Planetimizdə, Günəşdə mövcud olan bir təzyiq olmadığından, nüvələrin reaksiya göstərməsi və bu itələyici qüvvələri aşması üçün lazım olan enerji lazımdır bir hissəcik sürətləndiricisi vasitəsi ilə əldə edilirlər.

Ən tipik nüvə sintezi reaksiyalarından biri, bir helium atomu üstəgəl bir neytron əmələ gətirmək üçün hidrogen, döteryum və tritium iki izotopunun birləşməsindən ibarətdir. Bu baş verdikdə, Günəşdə hidrogen atomlarının məruz qaldığı yüksək cazibə təzyiqləri var və birləşmək üçün 15 milyon dərəcə Selsi istiliyinə ehtiyac var. Hər saniyə 600 milyon ton hidrogen sigortası helium meydana gətirir.

Indiki zamanda nüvə birləşməsi ilə işləyən reaktorlar yoxdur, çünki bu şərtləri yenidən yaratmaq çox mürəkkəbdir. Ən çox görülən, Fransada inşa edilən və bu enerji istehsalı prosesinin həm texnoloji, həm də iqtisadi baxımdan əlverişli olub olmadığını müəyyənləşdirməyə çalışan və nüvə birləşməsini maqnit kamerası ilə həyata keçirən ITER adlı təcrübəli bir nüvə sintez reaktorudur.

Kritik kütlə

nüvə birləşmə sxemi

Kritik kütlə ən az ayrılan material nüvə zəncirvari reaksiyanın davam etdirilməsi və enerjinin davamlı şəkildə yaranması üçün lazımdır.

İki ilə üç neytron arasındakı hər bir nüvə parçalanmasında istehsal olunsa da, sərbəst buraxılan bütün neytronlar başqa bir parçalanma reaksiyası ilə davam edə bilməyəcək, ancaq bəziləri itir. Hər bir reaksiya ilə sərbəst buraxılan bu neytronlar ondan daha yüksək bir nisbətdə itirilirsə parçalanma ilə əmələ gələ bilər, zəncirvari reaksiya davamlı olmayacaq və dayanacaq.

Bu səbəbdən, bu kritik kütlə fiziki və nüvə xüsusiyyətləri, həndəsəsi və hər atomun təmizliyi kimi bir neçə amildən asılı olacaqdır.

Ən az neytronun qaçdığı bir reaktora sahib olmaq üçün minimum səth sahəsinə sahib olduğu üçün bir kürə həndəsi lazımdır. neytron sızması azalır. Parçalanma üçün istifadə etdiyimiz material neytronlu bir reflektorla haşiyələnirsə, daha çox neytron itirilir və lazım olan kritik kütlə azalır. Bu xammal qənaət edir.

Spontan nüvə parçalanması

Bu baş verdikdə, bir neytronun xaricdən udulması lazım deyil, lakin daha qeyri-sabit bir atom quruluşuna sahib olan uran və plutonyumun müəyyən izotoplarında spontan parçalanma qabiliyyətinə sahibdirlər.

Bu səbəbdən hər nüvə parçalanma reaksiyasında saniyədə bir atomun öz-özünə, yəni heç kimin müdaxiləsi olmadan parçalanma qabiliyyətinə sahib olması ehtimalı vardır. Misal üçün, plutonium 239-un uran 235-dən daha çox spontan parçalanma ehtimalı daha yüksəkdir.

Bu məlumatlarla ümid edirəm ki, şəhərlərdə elektrik enerjisi istehsalı üçün nüvə enerjisinin necə yaradıldığı barədə daha çox şey biləcəksiniz.


Məqalənin məzmunu bizim prinsiplərimizə uyğundur redaktor etikası. Xəta bildirmək üçün klikləyin burada.

Şərh yazan ilk kişi olun

Şərhinizi buraxın

E-poçt ünvanından dərc olunmayacaq.

*

*

  1. Verilərdən məsul: Miguel Ángel Gatón
  2. Verilənlərin məqsədi: Nəzarət SPAM, şərh rəhbərliyi.
  3. Qanuniləşdirmə: Sizin razılığınız
  4. Məlumatların ötürülməsi: Qanuni öhdəlik xaricində məlumatlar üçüncü şəxslərə çatdırılmayacaqdır.
  5. Veri saxlama: Occentus Networks (AB) tərəfindən yerləşdirilən verilənlər bazası
  6. Hüquqlar: İstədiyiniz zaman məlumatlarınızı məhdudlaşdıra, bərpa edə və silə bilərsiniz.