Apa itu pembelahan nuklear

simulasi pembelahan nuklear

Pasti anda tahu bahawa salah satu cara untuk menghasilkan tenaga dan elektrik adalah dengan menggunakan tenaga nuklear. Tetapi anda mungkin tidak tahu bagaimana ia berfungsi. Terdapat dua proses pembentukan tenaga nuklear: pembelahan nuklear dan pelakuran nuklear.

Adakah anda ingin mengetahui apa itu pembelahan nuklear dan semua yang berkaitan dengannya?

Pembelahan nuklear

pembelahan nuklear uranium 235

Pembelahan nuklear adalah tindak balas kimia di mana nukleus yang lebih berat dihujani dengan neutron. Apabila ini berlaku, ia menjadi nukleus yang lebih tidak stabil dan terurai menjadi dua nukleus, yang ukurannya serupa dalam urutan besar yang sama. Dalam proses ini sejumlah besar tenaga dibebaskan dan beberapa neutron dipancarkan.

Apabila neutron dipancarkan oleh pembahagian inti, mereka mampu menyebabkan pembelahan lain dengan berinteraksi dengan inti lain yang berdekatan. Setelah neutron menyebabkan pembelahan lain, neutron yang akan dibebaskan dari mereka akan menghasilkan pembelahan yang lebih banyak lagi. Oleh itu, sejumlah besar tenaga dihasilkan. Proses ini berlaku dalam pecahan kecil sesaat dan dikenali sebagai tindak balas berantai. Inti yang telah membelah membebaskan sejuta kali lebih banyak tenaga daripada yang diperoleh dengan membakar blok arang batu atau meletup sekatan dinamit dengan jisim yang sama. Atas sebab ini, tenaga nuklear adalah sumber tenaga yang sangat kuat dan digunakan untuk keperluan tenaga yang tinggi.

Pembebasan tenaga ini berlaku lebih pantas daripada tindak balas kimia.

Apabila pembelahan neutron berlaku dan hanya satu neutron yang dilepaskan menyebabkan pembelahan berikutnya, bilangan pembelahan yang berlaku sesaat adalah tetap dan reaksi dapat dikawal dengan baik. Ini adalah prinsip di mana mereka berfungsi reaktor nuklear.

Perbezaan antara perpaduan dan pembelahan

pelakuran nuklear

Kedua-duanya adalah tindak balas nuklear yang membebaskan tenaga yang terkandung dalam inti atom. Tetapi ada perbezaan besar antara keduanya. Pembelahan nuklear, seperti yang telah dikomentari, adalah pemisahan inti yang lebih berat menjadi yang lebih kecil, melalui perlanggaran dengan neutron. Sekiranya pelakuran nuklear, sebaliknya. Ia adalah gabungan teras yang lebih ringan untuk membuat yang lebih besar dan lebih berat.

Contohnya, dalam pembelahan nuklear, uranium 235 (ini adalah satu-satunya isotop yang dapat mengalami pembelahan nuklear dan terdapat di alam semula jadi) bergabung dengan neutron untuk membentuk atom yang lebih stabil yang membelah dengan cepat dann barium 144 dan krypton 89, ditambah tiga neutron. Ini adalah salah satu kemungkinan reaksi yang berlaku apabila uranium bergabung dengan neutron.

Dengan operasi ini, reaktor nuklear yang kini dijumpai dan yang digunakan untuk penjanaan tenaga elektrik bertindak.

Agar peleburan nuklear berlaku, kedua inti yang lebih ringan perlu bersatu membentuk satu yang lebih berat. Dalam proses ini sejumlah besar tenaga dibebaskan. Sebagai contoh, proses peleburan nuklear di Matahari terus berlangsung di mana atom dengan jisim yang lebih rendah bersatu untuk membentuk yang lebih berat. Kedua-dua inti yang lebih ringan mesti dicas positif dan bergerak mendekat antara satu sama lain mengatasi daya tolakan elektrostatik yang ada. Ini memerlukan sejumlah besar suhu dan tekanan. Di planet kita, kerana tidak ada tekanan yang ada di Matahari, tenaga yang diperlukan yang diperlukan agar nukleus bertindak balas dan mengatasi daya tolakan ini mereka dicapai dengan menggunakan pecutan zarah.

Salah satu reaksi peleburan nuklear yang paling biasa adalah reaksi yang terdiri daripada gabungan dua isotop hidrogen, deuterium dan tritium, untuk membentuk atom helium ditambah dengan neutron. Apabila ini berlaku, di Matahari terdapat tekanan graviti tinggi yang mana atom hidrogen dikenakan dan mereka memerlukan suhu 15 juta darjah Celsius untuk menyatu. Setiap saat 600 juta tan fius hidrogen untuk membentuk helium.

Kini tidak ada reaktor yang berfungsi dengan peleburan nuklear, kerana sangat sukar untuk mencipta keadaan ini. Yang paling banyak dilihat adalah reaktor peleburan nuklear eksperimental yang disebut ITER yang sedang dibina di Perancis dan yang berusaha untuk menentukan apakah proses pengeluaran tenaga ini dapat dilaksanakan baik dari segi teknologi dan ekonomi, melakukan peleburan nuklear melalui pengurungan magnet.

Jisim kritikal

skema pelakuran nuklear

Jisim kritikal adalah paling sedikit bahan fisil yang diperlukan supaya tindak balas rantai nuklear dapat dikekalkan dan tenaga dapat dihasilkan secara berterusan.

Walaupun dalam setiap pembelahan nuklear antara dua dan tiga neutron dihasilkan, tidak semua neutron yang dilepaskan mampu meneruskan reaksi pembelahan lain, tetapi sebahagian daripadanya hilang. Sekiranya neutron yang dilepaskan oleh setiap tindak balas itu hilang pada kadar yang lebih besar daripada itu mampu dibentuk oleh pembelahan, tindak balas berantai tidak akan berterusan dan ia akan berhenti.

Oleh itu, jisim kritikal ini akan bergantung kepada beberapa faktor seperti sifat fizikal dan nuklear, geometri dan kesucian setiap atom.

Untuk mempunyai reaktor di mana neutron paling sedikit melarikan diri, diperlukan geometri sfera, kerana mempunyai luas permukaan minimum yang mungkin sehingga kebocoran neutron dikurangkan. Sekiranya bahan yang kita gunakan untuk membelah kita membataskannya dengan reflektor neutron, banyak lagi neutron yang hilang dan jisim kritikal yang diperlukan dikurangkan. Ini menjimatkan bahan mentah.

Pembelahan nuklear spontan

Apabila ini berlaku, tidak perlu neutron diserap dari luar, tetapi dalam isotop uranium dan plutonium tertentu, yang mempunyai struktur atom yang lebih tidak stabil, mereka mampu pembelahan spontan.

Oleh itu, dalam setiap reaksi pembelahan nuklear terdapat kebarangkalian sesaat bahawa atom mampu membelah secara spontan, iaitu, tanpa ada yang campur tangan. Sebagai contoh, plutonium 239 lebih cenderung untuk pembelahan secara spontan daripada uranium 235.

Dengan maklumat ini saya harap anda dapat mengetahui lebih banyak tentang bagaimana tenaga nuklear dihasilkan untuk penjanaan elektrik di bandar.


Kandungan artikel mematuhi prinsip kami etika editorial. Untuk melaporkan ralat, klik di sini.

Menjadi yang pertama untuk komen

Tinggalkan komen anda

Alamat email anda tidak akan disiarkan.

*

*

  1. Bertanggungjawab atas data: Miguel Ángel Gatón
  2. Tujuan data: Mengendalikan SPAM, pengurusan komen.
  3. Perundangan: Persetujuan anda
  4. Komunikasi data: Data tidak akan disampaikan kepada pihak ketiga kecuali dengan kewajiban hukum.
  5. Penyimpanan data: Pangkalan data yang dihoskan oleh Occentus Networks (EU)
  6. Hak: Pada bila-bila masa anda boleh menghadkan, memulihkan dan menghapus maklumat anda.