Ядролық бөліну дегеніміз не?

ядролық бөлінуді модельдеу

Сіз энергия мен электр энергиясын өндірудің бір жолы атом энергиясын пайдалану арқылы жүзеге асырылатынын білесіз. Бірақ оның шынымен қалай жұмыс істейтінін білмеуіңіз мүмкін. Ядролық энергияның пайда болуының екі процесі бар: ядролық бөліну және ядролық синтез.

Сіз ядролық бөліну дегеніміз не және онымен байланысты барлық нәрсені білгіңіз келе ме?

Ядролық жарық

уранның ядролық бөлінуі 235

Ядролық бөліну дегеніміз - ауыр ядроны нейтрондармен бомбалайтын химиялық реакция. Мұндай жағдай орын алғанда, ол тұрақсыз ядроға айналады және мөлшері бірдей тәртіппен ұқсас екі ядроға ыдырайды. Бұл процесте үлкен мөлшерде энергия бөлінеді және бірнеше нейтрондар шығарылады.

Нейтрондар ядроның бөлінуінен шыққан кезде, олар басқа жақын ядролармен өзара әрекеттесу арқылы басқа жарықтар тудыруы мүмкін. Нейтрондар басқа бөлінуді тудырғаннан кейін, олардан бөлінетін нейтрондар одан да көп бөліністер тудырады. Сонымен, энергияның көп мөлшері өндіріледі. Бұл процесс орын алады секундтың кішкене бөлігінде және тізбекті реакция ретінде белгілі. Бөлінген ядролар көмір блогын жағу немесе сол массадағы динамит блогын жару арқылы алынғаннан миллион есе көп энергия бөледі. Осы себепті атом энергиясы өте қуатты энергия көзі болып табылады және жоғары энергетикалық қажеттіліктер үшін қолданылады.

Энергияның бұл бөлінуі химиялық реакцияға қарағанда тез жүреді.

Нейтрондардың бөлінуі пайда болғанда және кейінгі бөлінуді тудыратын бір ғана нейтрон бөлінгенде, секундына пайда болатын бөліністер саны тұрақты болады және реакцияларды жақсы басқаруға болады. Бұл олар жұмыс істейтін қағида ядролық реакторлар.

Біріктіру мен бөлінудің айырмашылығы

ядролық синтез

Бұл екеуі де атом ядросындағы энергияны шығаратын ядролық реакциялар. Бірақ екеуінің арасында үлкен айырмашылықтар бар. Түсініктеме бергендей, ядролық бөліну - бұл ауыр ядроны нейтрондармен соқтығысу арқылы кіші ядроларға бөлу. Ядролық синтез жағдайында бұл керісінше. Бұл жеңілірек ядро ​​тіркесімі үлкенін және ауырын жасау.

Мысалы, ядролық бөлінуде, уран 235 (бұл ядролық бөлінуге қабілетті және табиғатта кездесетін жалғыз изотоп) нейтронмен қосылып, орнықты атом түзеді, ол тез бөлінеді жәнеn барий 144 және криптон 89, оған үш нейтрон қосылады. Бұл уранды нейтронмен қосқанда пайда болатын ықтимал реакциялардың бірі.

Осы жұмыс кезінде қазіргі кезде кездесетін және электр энергиясын өндіруге қолданылатын ядролық реакторлар әрекет етеді.

Ядролық синтездің орын алуы үшін екі жеңіл ядроның бірігіп, ауырсыну пайда болуы қажет. Бұл процесте энергияның көп мөлшері бөлінеді. Мысалы, Күнде ядролық синтез процестері үздіксіз жүреді, онда массасы төмен атомдар бірігіп, ауырсынуды құрайды. Жеңілірек екі ядро ​​оң зарядталып, бір-біріне жақындауы керек, итерудің электростатикалық күштерін жеңіп шығу керек. Бұл үлкен температура мен қысымды қажет етеді. Біздің планетада Күнде ешқандай қысым болмағандықтан, ядролардың реакциясы үшін және осы итергіш күштерді жеңу үшін қажет энергия оларға бөлшектер үдеткіші арқылы қол жеткізіледі.

Ядролық синтездеудің ең типтік реакцияларының бірі - бұл сутектің екі изотопының, дейтерийдің және тритийдің гелий атомын және нейтронды түзуінен тұратын реакциясы. Мұндай жағдай болған кезде, Күнде сутегі атомдары әсер ететін жоғары гравитациялық қысым бар және оларды біріктіру үшін Цельсий бойынша 15 миллион градус температура қажет. Әр секунд сайын Гелий қалыптастыру үшін 600 миллион тонна сутегі сақтандырғышы.

Қазіргі уақытта ядролық синтезмен жұмыс жасайтын реакторлар жоқ, өйткені бұл жағдайларды қайта құру өте күрделі. Ең көп байқалатыны - Францияда салынып жатқан ITER деп аталатын эксперименталды ядролық синтез реакторы және бұл энергия өндіру процесінің технологиялық және экономикалық тұрғыдан өміршең екендігін анықтап, ядролық синтезді магниттік ұстау арқылы жүзеге асырады.

Маңызды масса

ядролық синтез схемасы

Маңызды масса бөлінетін материалдың ең аз мөлшері бұл ядролық тізбекті реакцияны ұстап тұру және энергияны тұрақты түрде алу үшін қажет.

Екі-үш нейтрон арасындағы ядролық бөлінудің әрқайсысында пайда болғанымен, бөлінетін нейтрондардың барлығы бірдей бөліну реакциясын жалғастыра алмайтын қабілетке ие, бірақ олардың кейбіреулері жоғалады. Егер әрбір реакция кезінде бөлінетін бұл нейтрондар одан үлкен жылдамдықта жоғалып кетсе бөлінуге қабілетті, тізбекті реакция тұрақты болмайды және ол тоқтайды.

Сондықтан бұл критикалық масса әр атомның физикалық және ядролық қасиеттері, геометриясы және тазалығы сияқты бірнеше факторларға байланысты болады.

Ең аз нейтрондар қашып шығатын реакторға ие болу үшін сфералық геометрия қажет, өйткені оның беткі қабаты минималды болады, сондықтан нейтронның ағуы азаяды. Егер біз бөліну үшін қолданатын материалды оны нейтронды шағылыстырғышпен қоршасақ, онда көптеген нейтрондар жоғалады және қажет критикалық масса азаяды. Бұл шикізатты үнемдейді.

Өздігінен ядролық бөліну

Мұндай жағдайда нейтронды сырттан сіңіру қажет емес, бірақ атомның құрылымы неғұрлым тұрақсыз уран мен плутонийдің кейбір изотоптарында олар өздігінен бөлінуге қабілетті.

Осы себепті әрбір ядролық бөліну реакциясында атомның өздігінен, яғни ешкімнің араласуынсыз бөлінуге қабілетті болу мүмкіндігі секундына бар. Мысалға, плутоний 239 уранға қарағанда өздігінен бөлінуі ықтималдығы жоғары.

Осы ақпаратпен сіз атом энергиясының қалаларда электр қуатын өндіру үшін қалай жасалатындығы туралы көбірек білесіз деп үміттенемін.


Мақаланың мазмұны біздің ұстанымдарымызды ұстанады редакторлық этика. Қате туралы хабарлау үшін нұқыңыз Мұнда.

Бірінші болып пікір айтыңыз

Пікіріңізді қалдырыңыз

Сіздің электрондық пошта мекен-жайы емес жарияланады. Міндетті өрістер таңбаланған *

*

*

  1. Деректерге жауапты: Мигель Анхель Гатан
  2. Деректердің мақсаты: СПАМ-ны басқару, түсініктемелерді басқару.
  3. Заңдылық: Сіздің келісіміңіз
  4. Деректер туралы ақпарат: заңды міндеттемелерді қоспағанда, деректер үшінші тұлғаларға жіберілмейді.
  5. Деректерді сақтау: Occentus Networks (ЕО) орналастырған мәліметтер базасы
  6. Құқықтар: Сіз кез-келген уақытта ақпаратты шектей, қалпына келтіре және жоя аласыз.