የዩራኒየም ኒውከላይ fission. ሰንሰለት ምላሽ. ሂደት መግለጫ

በግምት እኩል ክብደት ሁለት ቁርጥራጮች ወደ አንድ ከባድ አቶም ስንጠቃ, የኃይል ትልቅ መጠን ነፃ ተከትሎ - ዋና በቅንነት.

አዲስ ዘመን የኑክሌር fission ጅምር ግኝት - "አቶሚክ ዕድሜ». የራሱ በተቻለ ጥቅሞች እና ስጋት ሚዛን ያለውን እምቅ አጠቃቀሙ ጥቅም ብቻ ሳይሆን, የማኅበራዊ ጉዳይ የፖለቲካ, የኢኮኖሚ እና ሳይንሳዊ ግኝቶች ውስጥ ብዙ መነሳት, ግን ደግሞ አንድ ከባድ ችግር ሰጥቷል. እንኳን አመለካከት ከንጹሑ ሳይንሳዊ ነጥብ ጀምሮ, የኑክሌር fission ሂደት እንቆቅልሾችን እና ውስብስቦች ብዙ ቁጥር የፈጠረ, እና ለ የተሟላ የንድፈ ማብራሪያ ወደፊት አንድ ነገር ነው.

ማጋራት - ጠቃሚ

(Nucleon በሰዓት) ኃይል ጽኑ የተለያዩ ኒውክላይ ውስጥ ይለያያል. ክብደቱ ወቅታዊ ሰንጠረዥ መሃል ላይ በሚገኘው በላይ የሆነ ዝቅተኛ አስገዳጅ ኃይል አላቸው.

ይህ ከባድ ኒውክላይ ውስጥ ያለውን የአቶሚክ ማለት ቁጥር የሚበልጥ ከ 100, advantageously ስለተባለ የተረፈውንም Kinetic ኃይል ወደ የሚቀየር መሆኑን ኃይል በመልቀቅ, ሁለት ትናንሽ ቁርጥራጮች ይከፈላሉ. ይህ ሂደት ስንጠቃ ይባላል አቶሚክ አስኳል.

ክብደቱ አስኳል ኒውትሮን አንድ ትልቅ ቁጥር ይመርጣሉ በኒውትሮን ለ የተረጋጋ nuclides ከ ኤሌክትሮኖች ቁጥር ያለውን ጥገኝነት የሚያሳይ መረጋጋት ጥምዝ, መሰረት ነጣ ከ (ኤሌክትሮኖች ቁጥር ጋር ሲነፃፀር). ይህ ሰንጣቂ ሂደት በተጨማሪ አንዳንድ "ትርፍ" ኒውትሮን ከመነጋገሩ ይደረጋል ይጠቁማል. በተጨማሪም, እነርሱ ደግሞ ከእስር ኃይል አንዳንድ በላይ ይወስዳሉ. U → ^{238 145 90} ላ + አ + 3n: የዩራኒየም አተሞች ጥናት fission ይህ በኒውትሮን 3-4 የሚያመነጭ መሆኑን አሳይቷል.

በዚህ ቁራጭ ላይ ያለው የአቶሚክ ቁጥር (እና አቶሚክ የጅምላ) ግማሽ እኩል አይደለም አቶሚክ የጅምላ ወላጅ ነው. cleavage ምክንያት የተቋቋመው አተሞች በብዙኃኑ መካከል ያለው ልዩነት ገደማ 50. ይሁን እንጂ, በዚህ ምክንያት ገና ሙሉ በሙሉ ግልፅ አይደለም አብዛኛውን ጊዜ ነው.

²³⁸ ዩ, ¹⁴⁵ ላ አ እና ⁹⁰ መካከል ያለው አስገዳጅ ትኩረትህ በቅደም 1803, 1198 እና 763 MeV ናቸው. ይህ የኃይል 1198 + 158 = 763-1803 MeV ምላሽ በተሰማ እኩል የዩራኒየም fission ይፋ ነው ማለት ነው.

ድንገተኛ fission

ድንገተኛ ሰንጣቂ ሂደቶች በተፈጥሮ ውስጥ የታወቁ ናቸው, ነገር ግን እጅግ በጣም አናሳ ነው. የዚህ ሂደት አማካይ ዕድሜ ልክ ለምሳሌ radionuclide አልፋ-መበስበስ አማካይ የህይወት 10 ¹¹ ነው, 10 ^{17 ነው.}

ለዚህ ምክንያቱ ሁለት ክፍሎች ወደ ለመለየት ሲሉ, ዋና በመጀመሪያ አንድ ellipsoidal መልክ ሲለጠጡና (የቆየች) የሚደርስብንን አለበት, ከዚያም ሁለት ቁርጥራጮች ወደ የመጨረሻ cleavage በፊት መሃል ላይ አንድ "አንገት" እንዲመሰርቱ ነው.

እምቅ ግርዶሽ

በሁለት ኃይሎች መካከል ዋና ላይ በተፈጥሮም ሁኔታ ውስጥ. ከእነርሱ መካከል አንዱ - መጨመር የወለል ኃይል (ፈሳሽ ነጠብጣቦች የወለል ውጥረት የራሱ ሉላዊ ቅርጽ ያብራራል), እና ሌሎች - የ fission ቁርጥራጮች መካከል Coulomb የመጸየፍ. አብረው እነርሱ እምቅ ግርዶሽ ለማምረት.

የዩራኒየም አቶሚክ ኒውከላይ ድንገተኛ fission የሚከሰተው ወደ የአልፋ መበስበስ ሁኔታ ላይ እንደ ቁርስራሽ ኳንተም ማስተላለፊያ አማካኝነት ይህን ግርዶሽ ማሸነፍ አለበት. አጥር አልፋ-መበስበስ ሁኔታ ውስጥ እንደ ገደማ 6 MeV ነው, ነገር ግን α-ቅንጣቶች ማስተላለፊያ እድል የ በጣም ይከብድ ምርት ስንጠቃ አቶም በላይ በጣም የላቀ ነው.

በግዴታ መሸርሸር

ይልቁንስ አይቀርም የዩራኒየም ኒውከላይ fission ገዥን ነው. በዚህ ሁኔታ ውስጥ, ከወላጅ አስኳል ኒውትሮን ጋር irradiated ነው. አንድ ወላጅ ውጦ ከሆነ, ከዚያም እነርሱ እምቅ ግርዶሽ ለማሸነፍ የሚያስፈልገውን 6 MeV መብለጥ አይችልም የመርገብገብ ኃይል መልክ ውስጥ ማቆያው የኃይል እንዲለቅ የማይቀር ነው.

ተጨማሪ በኒውትሮን ኃይል እምቅ ግርዶሽ ለማሸነፍ በቂ አይደለም የት, ክስተቱን በኒውትሮን ስለ አቶም መከፈሉ ማሳሳቱ መቻል ሲሉ ቢያንስ Kinetic ኃይል ሊኖረው ይገባል. ²³⁸ U ተጨማሪ በኒውትሮን አስገዳጅ ኃይል ሁኔታ ውስጥ ገደማ 1 MeV ይጎድለዋል. ይህ የዩራኒየም ኒውክላይ መካከል fission 1 MeV የሚበልጥ አንድ Kinetic ኃይል ጋር ብቻ ኒውትሮን በመስጠጥ ማለት ነው. በሌላ በኩል, በ ²³⁵ U isotope አንድ አልተጣመረም በኒውትሮን አለው. አንድ አስኳል ተጨማሪ ውጦ ጊዜ, ከእርሱ ጋር አንድ ባልና ሚስት ቅጾችን እና ተጨማሪ አስገዳጅ ሃይል ይህን ጥምረት ውጤት ነው. ይህ ኒውክሊየስ ያለውን እምቅ አጥር እና ማንኛውም በኒውትሮን ጋር መጋጨት ውስጥ ተከስቷል isotopes ክፍፍል ለማሸነፍ የሚያስፈልገውን የኃይል መጠን ለመልቀቅ በቂ ነው.

ይሁንታ መበስበስን

የ fission ምላሽ ሶስት ወይም አራት ኒውትሮን በ ከመነጋገሩ ናቸው እውነታ ቢሆንም, ቁርጥራጮች አሁንም የተረጋጋ ያውግፊት የበለጠ ኒውትሮን ይዘዋል. ይህ cleavage ቁርጥራጮች ይሁንታ መበስበስ ጋር በተያያዘ በአጠቃላይ ያልተረጋጋ ናቸው ማለት ነው.

ለምሳሌ ያህል, ጊዜ የዩራኒየም ²³⁸ በኦርዮ አስኳል መካከል መለያየት ነው A = 145 ጋር የተረጋጋ ያውግፊት ¹⁴⁵ በቁራጭ lanthanum ላ ሦስት ደረጃዎች, የተረጋጋ nuclide ድረስ በኤሌክትሮን እና neutrino radiating በማድረግ በእያንዳንዱ ጊዜ ወደ ¹⁴⁵ ሰሜንና እስኪሣል ማለት neodymium ግኘት ነው. A = 90 ⁹⁰ ጋር የተረጋጋ ያውግፊት zirconium Zr, አምስት ደረጃዎች ሰንሰለት β-ከጊዜ ወደ ጊዜ በጣም cleavage ቁራጭ bromo ብር ⁹⁰ ሰሜንና ነው.

እነዚህ ሰንሰለት β-መበስበስ ማለት ይቻላል ወዲያውኑ በኤሌክትሮን እና neutrino ሁሉ በዝቶአል ይህም ተጨማሪ ኃይል ያሰማሉ.

የኑክሌር ምላሽ: የዩራኒየም መካከል fission

ከእነርሱ መካከል በጣም ትልቅ ቁጥር ጋር በኒውትሮን ጨረር ቀጥታ nuclide ኒውክሊየስ ውስጥ መረጋጋት የማይመስል ነገር ነው ለማረጋገጥ. እዚህ ነጥብ የለም Coulomb የመጸየፍ ነው; እንዲሁ ላይ ላዩን ኃይል ወላጅ ምክንያት በኒውትሮን መያዝ; ካዝናው በቀላሉ ይታያል. ይሁን እንጂ, አንዳንድ ጊዜ ይከሰታል. ለምሳሌ ያህል, የመጀመሪያው ቤታ-መበስበስ ውስጥ fission ቁራጭ ብር ⁹⁰ ላይ ላዩን ኃይል ለማሸነፍ በቂ ኃይል ጋር ደስተኛ ሁኔታ ውስጥ የሚገኝ መሆን ይችላል ይህም krypton-90, ይፈጥራል. በዚህ ሁኔታ ውስጥ በኒውትሮን ጨረር አንድ krypton-89 ለማቋቋም በቀጥታ ሊከሰት ይችላል. የ krypton-89 ሦስት ደረጃዎች የተከፋፈለ ነው ስለዚህ ይህ ያውግፊት ገና የተረጋጋ yttrium-89 ወደ አይደለም ቤታ-መበስበስ ጋር በተያያዘ ገና ያልተረጋጋ ነው.

የዩራኒየም fission: የሰንሰለት ድርጊት

በ cleavage ምላሽ ላይ ከመነጋገሩ ኒውትሮን ከዚያም በራስ-የሚፈጥሩት fission ቢያጠፋ ይህም ሌላ ወላጅ-አስኳል, በማድረግ ላይ ያረፈ ይችላል. ያነሰ 1 MeV (- 158 MeV - የዩራኒየም ዋና ያለውን fission መውጣቱ ኃይል በአብዛኛው Kinetic ኃይል cleavage ቁርጥራጮች ወደ የተቀየሩ) ይልቅ ቅድሚያውን ጋር ሊነሳ ይህም የዩራኒየም-238 ሦስት ኒውትሮን, ያለውን ሁኔታ, ስለዚህ እነርሱ በዚህ nuclide አንድ ተጨማሪ ክፍፍል ሊያደርግ አይችልም. በሚቆዩባቸው isotope U ²³⁵ ከእነዚህ ነጻ ኒውትሮን ጉልህ የሆነ የማጎሪያ ²³⁵ U ውስጥ ኒውክላይ ይያዛል ይችላል ከሆነ በዚህ ሁኔታ ውስጥ ክፍፍል ገዥን አይደለም ይህም ከዚህ በታች ምንም ኃይል ጣራ የለም በመሆኑ ይሁን እንጂ, እውን, cleavage ሊያስከትል ይችላል.

ይህ መርህ ሰንሰለት ምላሽ ነው.

የኑክሌር ምላሽ አይነቶች

K እናድርግ - ይህ ቁጥር ደረጃ n ውስጥ ምርት ኒውትሮን ብዛት ይወሰናል 1. - - n ደረጃ ውስጥ ምርት ኒውትሮን ቁጥር ሲካፈል ያለውን ሰንሰለት ውስጥ ደረጃ n ውስጥ fissile ቁሳዊ ናሙና ውስጥ ምርት ኒውትሮን, ቁጥር 1, ዋና, በ ላይ ያረፈ ናቸው የሚፈጥሩት fission ያልፋል ይችላሉ.

• K <1 ላይ ከሆነ, ሰንሰለት ምላሽ በቀላሉ በእንፋሎት ውጭ ነው እና ሂደቱ በጣም በፍጥነት ያቆማል. ይህ ተፈጥሯዊ ምን እየተፈጠረ ነው የዩራኒየም ማዕድን, ^{235 በኦርዮ} በማጎሪያ አንድ በኒውትሮን በዚህ isotope ውስጥ ለመምጥ እድል እጅግ በጣም የበሽታውን በጣም ትንሽ ነው; ይህም ውስጥ.

• K> 1, ወደ ሰንሰለት የሚታያቸው fissile ቁሳዊ ሁሉ እንደ ረጅም ማደጉን ይቀጥላል ከሆነ ጥቅም ላይ አይውልም (አቶሚክ ቦምብ). ይህ የዩራኒየም-235 የሆነ በበቂ ከፍተኛ ትኩረት ለማግኘት የተፈጥሮ ማዕድን አጎልባች በማድረግ ማሳካት ነው. ወደ ሉል ያለውን ራዲየስ ላይ ጥገኛ ነው በኒውትሮን ለመምጥ እድል ጋር ሉላዊ ናሙና ዋጋ K ጭማሪ ለማግኘት. ስለዚህ U ክብደት ሊከሰት ይችላል የዩራኒየም (ሰንሰለት ምላሽ) መካከል fission ወደ አንድ ወሳኝ የጅምላ መብለጥ አለበት.

• K = 1, ከዚያም ቁጥጥር ምላሽ ካለ. እሱም ጥቅም ላይ የዋለው ነው የኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች. ሂደቱ (እነዚህ ክፍሎች ኒውትሮን ከያዙ ችሎታ ናቸው) ኒውትሮን አብዛኞቹ ቀስመው የትኛው ካድሚየም ወይም boron መካከል የዩራኒየም በትሮችን መካከል ስርጭት ቁጥጥር ነው. ይህም በራስ k ዋጋ አንድ እኩል ሆኖ በጣም በትር ማንቀሳቀስ ቁጥጥር ነው የዩራኒየም ኮሮች ተካፍለው.