რა არის ბირთვული განხეთქილება

ბირთვული გახლეჩის სიმულაცია

ნამდვილად იცით, რომ ენერგიისა და ელექტროენერგიის წარმოების ერთ-ერთი გზა ხდება ბირთვული ენერგიის გამოყენებით. მაგრამ შეიძლება არ იცოდეთ როგორ მუშაობს ის სინამდვილეში. ბირთვული ენერგიის ფორმირების ორი პროცენტი არსებობს: ბირთვული განხეთქილება და ბირთვული შერწყმა.

გსურთ იცოდეთ რა არის ბირთვული განხეთქილება და ყველაფერი რაც მასთან არის დაკავშირებული?

ბირთვული fision

235 ურანის ბირთვული განხეთქილება

ბირთვული განხეთქილება არის ქიმიური რეაქცია, რომლის დროსაც უფრო მძიმე ბირთვი იბომბება ნეიტრონებით. როდესაც ეს მოხდება, ის უფრო არასტაბილური ბირთვი ხდება და იშლება ორ ბირთვად, რომელთა ზომები მსგავსია იმავე სიდიდის თანმიმდევრობით. ამ პროცესში ენერგიის დიდი რაოდენობა გამოიყოფა და რამდენიმე ნეიტრონი გამოიყოფა.

როდესაც ნეიტრონები გამოიყოფა ბირთვის გაყოფით, მათ შეუძლიათ სხვა გახლეჩის გამოწვევა სხვა ახლომდებარე ბირთვებთან ურთიერთქმედებით. მას შემდეგ, რაც ნეიტრონები გამოიწვევს სხვა გახლეჩებს, ნეიტრონები, რომლებიც გამოიყოფა მათგან, კიდევ უფრო მეტ ნაპრალებს წარმოქმნის. ასე რომ, ენერგიის დიდი რაოდენობით გამომუშავება. ეს პროცესი ხდება წამის მცირე ნაწილში და ცნობილია როგორც ჯაჭვური რეაქცია. გახლეჩილი ბირთვები ათავისუფლებენ მილიონჯერ მეტ ენერგიას, ვიდრე მიღებული ნახშირის ბლოკის დაწვით ან იმავე მასის დინამიტის ბლოკის აფეთქებით. ამ მიზეზით, ბირთვული ენერგია ენერგიის ძალიან მძლავრი წყაროა და გამოიყენება ენერგიის მაღალი მოთხოვნებისთვის.

ენერგიის ეს გამოყოფა უფრო სწრაფად ხდება, ვიდრე ქიმიური რეაქციის დროს.

როდესაც ხდება ნეიტრონის გაყოფა და მხოლოდ ერთი ნეიტრონი გამოიყოფა, რაც იწვევს შემდგომ განხეთქილებას, წამში განხეთქილების რაოდენობა მუდმივია და რეაქციები კარგად კონტროლდება. ეს არის პრინციპი, რომლითაც ისინი მუშაობენ ბირთვული რეაქტორები.

განსხვავება შერწყმასა და გახლეჩას შორის

ბირთვული fusion

ორივე ბირთვული რეაქციაა, რომლებიც ათავისუფლებენ ენერგიას, რომელიც შეიცავს ატომის ბირთვს. მაგრამ ამ ორს შორის დიდი განსხვავებებია. ბირთვული განხეთქილება, როგორც კომენტარი გაკეთდა, არის უფრო მძიმე ბირთვის გამოყოფა უფრო მცირედ, ნეიტრონებთან შეჯახების შედეგად. ბირთვული შერწყმის შემთხვევაში, პირიქითაა. Ეს არის მსუბუქი ბირთვიანი კომბინაცია რომ შეიქმნას უფრო დიდი და მძიმე.

მაგალითად, ბირთვული განხეთქილების დროს, ურანი 235 (ეს არის ერთადერთი იზოტოპი, რომელსაც შეუძლია განიცადოს ბირთვული განხეთქილება და გვხვდება ბუნებაში) ნეიტრონთან ერთად ქმნის უფრო სტაბილურ ატომს, რომელიც სწრაფად იყოფა დაn ბარიუმი 144 და კრიპტონი 89, პლუს სამი ნეიტრონი. ეს არის ერთ – ერთი შესაძლო რეაქცია, რომელიც ხდება ურანის ნეიტრონთან შერწყმისას.

ამ ოპერაციით მოქმედებს ბირთვული რეაქტორები, რომლებიც ამჟამად გვხვდება და რომლებიც გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოქმნისთვის.

ბირთვული შერწყმა რომ მოხდეს, აუცილებელია ორი მსუბუქი ბირთვი გაერთიანდეს და უფრო მძიმე გახადოს. ამ პროცესში დიდი რაოდენობით ენერგია გამოიყოფა. მაგალითად, მზეში მუდმივად მიმდინარეობს ბირთვული შერწყმის პროცესები, რომელშიც ქვედა მასის ატომები გაერთიანდებიან და წარმოქმნიან უფრო მძიმეებს. ორი ყველაზე მსუბუქი ბირთვი დადებითად უნდა იყოს დამუხტული და ერთმანეთთან დაახლოება, გადალახოს მოგერიების ელექტროსტატიკური ძალები. ამისათვის საჭიროა დიდი რაოდენობით ტემპერატურა და წნევა. ჩვენს პლანეტაზე, რადგან მზეზე არ არსებობს ზეწოლა, საჭირო ენერგიაა საჭირო ბირთვების რეაგირებისთვის და ამ მოგერიებითი ძალების დასაძლევად ისინი მიიღწევა ნაწილაკების ამაჩქარებლის საშუალებით.

ბირთვული შერწყმის ერთ – ერთი ყველაზე ტიპიური რეაქციაა ის, რომელიც შედგება წყალბადის, დეიტერიუმის და ტრიტიუმის ორი იზოტოპის კომბინაციისგან, ჰელიუმის ატომის პლუს ნეიტრონის შესაქმნელად. როდესაც ეს მოხდება, მზეზე მაღალია გრავიტაციული წნევა, რომელსაც ექვემდებარებიან წყალბადის ატომები და მათ 15 მილიონი გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურა სჭირდებათ. Ყოველ წამს 600 მილიონი ტონა წყალბადის შერწყმა ქმნის ჰელიუმს.

დღესდღეობით არ არსებობს რეაქტორები, რომლებიც ბირთვულ შერწყმასთან მუშაობენ, ვინაიდან ძალიან რთულია ამ პირობების შექმნა. ყველაზე მეტი, რაც ჩანს, არის ექსპერიმენტული ბირთვული შერწყმის რეაქტორი, სახელწოდებით ITER, რომელიც საფრანგეთში შენდება და ის ცდილობს დაადგინოს, არის თუ არა ეს ენერგიის წარმოების პროცესი სიცოცხლისუნარიანი როგორც ტექნოლოგიურად, ასევე ეკონომიკურად, ბირთვული შერწყმის განხორციელება მაგნიტური შეფარდების გზით.

Კრიტიკული მასა

ბირთვული შერწყმის სქემა

კრიტიკული მასაა ყველაზე მცირე ნაპრალი მასალა ეს საჭიროა ისე, რომ ბირთვული ჯაჭვური რეაქცია შენარჩუნდეს და ენერგია გამომუშავდეს მუდმივი გზით.

მიუხედავად იმისა, რომ თითოეულ ბირთვულ განხეთქილებაში წარმოიქმნება ორ და სამ ნეიტრონს შორის, ყველა გამოთავისუფლებულ ნეიტრონს არ შეუძლია გააგრძელოს კიდევ ერთი განხეთქილების რეაქცია, მაგრამ ზოგიერთი მათგანი დაიკარგა. თუ თითოეული რეაქციით გამოყოფილი ეს ნეიტრონები დაიკარგება ამაზე მეტი სიჩქარით შეუძლიათ შექმნან განხეთქილებით, ჯაჭვური რეაქცია არ იქნება მდგრადი და ის შეჩერდება.

ამიტომ, ეს კრიტიკული მასა დამოკიდებული იქნება რამდენიმე ფაქტორზე, როგორიცაა ფიზიკური და ბირთვული თვისებები, გეომეტრია და თითოეული ატომის სისუფთავე.

იმისათვის რომ გვქონდეს რეაქტორი, რომელშიც მინიმუმ ნეიტრონები გადის, საჭიროა სფეროს გეომეტრია, რადგან მას აქვს მინიმალური შესაძლო ზედაპირი ისე, რომ ნეიტრონის გაჟონვა მცირდება. თუ მასალა, რომელსაც გამოყოფისთვის ვიყენებთ, მას ნეიტრონული რეფლექტორით ვზღუდავთ, კიდევ ბევრი ნეიტრონი იკარგება და საჭირო კრიტიკული მასა მცირდება. ეს ზოგავს ნედლეულს.

სპონტანური ბირთვული განხეთქილება

როდესაც ეს მოხდება, არ არის საჭირო ნეიტრონის გარედან შეწოვა, მაგრამ ურანისა და პლუტონიუმის გარკვეულ იზოტოპებში, რომლებსაც აქვთ უფრო არასტაბილური ატომური სტრუქტურა, მათ შეუძლიათ სპონტანური განხეთქილება.

ამიტომ, თითოეულ ბირთვულ განხეთქილების რეაქციაში წამში არსებობს ალბათობა, რომ ატომს შეუძლია სპონტანურად გახლეჩა, ანუ არავის ჩაერიოს. Მაგალითად, პლუტონიუმი 239 უფრო ხშირად ხდება სპონტანურად განხეთქილება, ვიდრე ურანი 235.

იმედი მაქვს, რომ თქვენ იცით რამე მეტი იმის შესახებ, თუ როგორ იქმნება ბირთვული ენერგია ქალაქებში ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.


სტატიის შინაარსი იცავს ჩვენს პრინციპებს სარედაქციო ეთიკა. შეცდომის შესატყობინებლად დააჭირეთ ღილაკს აქ.

იყავი პირველი კომენტარი

დატოვე კომენტარი

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები აღნიშნულია *

*

*

  1. მონაცემებზე პასუხისმგებელი: მიგელ ანგელ გატონი
  2. მონაცემთა მიზანი: სპამის კონტროლი, კომენტარების მართვა.
  3. ლეგიტიმაცია: თქვენი თანხმობა
  4. მონაცემთა კომუნიკაცია: მონაცემები არ გადაეცემა მესამე პირებს, გარდა სამართლებრივი ვალდებულებისა.
  5. მონაცემთა შენახვა: მონაცემთა ბაზა, რომელსაც უმასპინძლა Occentus Networks (EU)
  6. უფლებები: ნებისმიერ დროს შეგიძლიათ შეზღუდოთ, აღადგინოთ და წაშალოთ თქვენი ინფორმაცია.