Што е нуклеарна фисија

Сигурно знаете дека еден од начините за производство на енергија и електрична енергија се прави преку употреба на нуклеарна енергија. Но, можеби не знаете како навистина работи. Постојат два процеса на формирање на нуклеарна енергија: нуклеарна фисија и нуклеарна фузија.

Дали сакате да знаете што е нуклеарна фисија и сè што е поврзано со тоа?

Нуклеарна фисија

Нуклеарната фисија е хемиска реакција во која потешкото јадро е бомбардирано со неутрони. Кога тоа ќе се случи, станува постабилно јадро и се распаѓа на две јадра, чии големини се слични по истиот редослед. Во овој процес се ослободува голема количина на енергија и се емитуваат неколку неутрони.

Кога неутроните се емитуваат со поделба на јадрото, тие се способни да предизвикаат други фикции со интеракција со другите блиски јадра. Откако неутроните ќе предизвикаат други фикции, неутроните што ќе бидат ослободени од нив ќе генерираат уште повеќе фикции. Така натаму, како што се генерира голема количина на енергија. Овој процес се случува во мал дел од секундата и е позната како верижна реакција. Јадрата што се распаднале ослободуваат милион пати повеќе енергија од онаа добиена со согорување блок јаглен или експлодирање на блок динамит со иста маса. Поради оваа причина, нуклеарната енергија е многу моќен извор на енергија и се користи за големи енергетски побарувања.

Ова ослободување на енергија се случува побрзо отколку во хемиска реакција.

Кога се случуваат раседи на неутрони и се ослободува само еден неутрон што предизвикува последователна расцеп, бројот на расцепувања што се случуваат во секунда е постојан и реакциите можат добро да се контролираат. Ова е принципот според кој тие работат нуклеарни реактори.

Разлика помеѓу фузија и фисија

И двете се нуклеарни реакции кои ја ослободуваат енергијата содржана во јадрото на атомот. Но, постојат големи разлики меѓу нив. Нуклеарната фисија, како што е коментирано, е одвојување на потешкото јадро во помало, преку судир со неутрони. Во случај на нуклеарна фузија, тоа е спротивното. Е комбинацијата на полесни јадра да се создаде поголема и потешка.

На пример, при нуклеарна фисија, ураниум 235 (тој е единствениот изотоп што може да претрпи нуклеарна фисија и кој се наоѓа во природата) се комбинира со неутрон за да формира постабилен атом кој распаѓа брзо иn бариум 144 и криптон 89, плус три неутрони. Ова е една од можните реакции што се јавуваат кога ураниумот се комбинира со неутронот.

Со оваа операција дејствуваат нуклеарните реактори што се наоѓаат во моментов и се користат за производство на електрична енергија.

За да се случи нуклеарна фузија, потребно е двете полесни јадра да се обединат за да формираат потешко. Во овој процес се ослободува голема количина на енергија. На пример, на Сонцето континуирано се случуваат процеси на нуклеарна фузија во кои атомите со помала маса се обединуваат за да формираат потешки. Двете полесни јадра мора да бидат позитивно наелектризирани и да се приближат едни до други надминувајќи ги електростатските сили на одбивност што постојат. Ова бара голема количина на температура и притисок. На нашата планета, бидејќи не постои притисок што постои на Сонцето, потребната енергија е потребна за јадрата да реагираат и да ги надминат овие одбивни сили тие се постигнуваат со помош на забрзувач на честички.

Една од најтипичните реакции на нуклеарна фузија е онаа што се состои од комбинација на два изотопа на водород, деутериум и тритиум, за да се формира атом на хелиум плус неутрон. Кога тоа ќе се случи, на Сонцето има висок гравитациски притисок на кој се подложени атомите на водород и им требаат температури од 15 милиони степени Целзиусови за да се спојат. Секоја секунда 600 милиони тони водороден осигурувач се формира хелиум.

Денес нема реактори кои работат со нуклеарна фузија, бидејќи е многу сложено да се рекреираат овие услови. Најмногу што се гледа е експериментален реактор за нуклеарна фузија, наречен ITER, кој се гради во Франција и се обидува да утврди дали овој процес на производство на енергија е одржлив и технолошки и економски, извршувајќи нуклеарна фузија преку магнетно ограничување.

Критична маса

Критичната маса е најмала количина на пукан материјал тоа е потребно за да може да се одржи нуклеарна верижна реакција и да се генерира енергија на постојан начин.

Иако во секоја нуклеарна фисија се произведуваат помеѓу два и три неутрони, не сите ослободени неутрони се способни да можат да продолжат со друга реакција на фисија, но некои од нив се изгубени. Ако овие неутрони ослободени од секоја реакција се изгубат со поголема брзина од тоа се способни да се формираат со фисија, верижната реакција нема да биде одржлива и ќе престане.

Затоа, оваа критична маса ќе зависи од повеќе фактори како што се физичките и нуклеарните својства, геометријата и чистотата на секој атом.

За да има реактор во кој бегаат најмалку неутрони, потребна е геометрија на сфера, бидејќи има минимална можна површина, така што истекувањето на неутронот е намалено. Ако материјалот што го користиме за расцепување, го граничиме со рефлектор на неутрони, се губат многу повеќе неутрони и се намалува критичната маса што е потребна. Ова заштедува суровини.

Спонтана нуклеарна фисија

Кога тоа ќе се случи, не е потребно неутронот да се апсорбира однадвор, но во одредени изотопи на ураниум и плутониум, кои имаат постабилна атомска структура, тие се способни за спонтана расцепување.

Затоа, во секоја реакција на нуклеарна фисија постои веројатност во секунда дека атом е способен спонтано да се расцепи, односно без никој да интервенира. На пример, плутониум 239 поверојатно спонтано се распаѓа отколку ураниумот 235.

Со оваа информација се надевам дека знаете нешто повеќе за тоа како се создава нуклеарна енергија за производство на електрична енергија во градовите.