Fisio nuklearra: fisio nuklearra prozesuan. erreakzio nuklearra

Artikulu zer fisio nuklear prozesuan bezala da aurkitu eta deskribatu buruzko hitzaldiak. bere energia eta arma nuklearren-iturri gisa erabiltzeko ezagutzera.

"Zatiezina" atomo

XXI mendean esamoldeak besteak beste, "energia atomikoaren", "teknologia nuklearra", "hondakin erradioaktiboa" gisa replete. Noizean behin titularrak keinuka lurra, itsasoak, Antartikako izotz-kutsadura erradioaktiboa aukera buruzko txostenak. Hala ere, jende arruntaren askotan ez dira zer zientzia-arloan eta nola laguntzen eguneroko bizitzan ideia oso ona. hasteko behar zenuke, agian, istorio batekin. Oso lehen galderari, eta hori ondo elikatu eta ondo jantzitako gizon bat eskatu aurrera, mundua nola funtzionatzen duen jakin nahi zuen. Nola begia ikusten, belarri entzuten zergatik ura baino harria desberdina - horixe da aspalditik arreta zuhur. Nahiz eta antzinako Indiako eta Grezian, galdezka adimenak batzuk iradoki izan ez dagoela gutxieneko partikula bat (ere deitzen da "zatiezina"), materialaren ezaugarriak ditu. baieztatu Aroko kimikari asmatzen jakintsua, eta definizio atomo moderno atomo baten artean, - substantzia propietate garraiolari bat da partikula txikiena.

atomo piezak

Hala ere, teknologia garatzeko (adibidez, argazkiak) eraman behar atomo utzi zion txikiena posible partikula Substantzia izan. banaka hartu atomo da elektrikoki neutroa den arren, zientzialariek azkar konturatu: osatzen gastuak ezberdinekin bi zati ditu. positiboki kargatutako unitate kopurua negatiboa kopuruak konpentsatu beraz neutral atomo izaten jarraitzen du. Baina ez zen atomoaren eredua zalantzarik gabe. Garai hartan geroztik oraindik fisika klasikoa da nagusi, ez dagoela hipotesi desberdinak izan ziren.

Atomo eredua

Hasieran, "ogi zuria mahaspasekin" eredua proposatu zuen. karga positiboa atomo eta bertan, bun bat pasak bezalako espazio osoa betetzen baita, karguak negatiboak banatzen dira. ospetsua Rutherford of esperimentuak ondoko identifikatu: karga positibo bat (nukleoa) duen elementu oso astuna da, eta atomo erdigunean elektroiak askoz arinagoa inguratuta. Kernel pisua aldiz elektroi guztien batuketa (horrek 99,9 ehuneko atomo guztizko pisuaren arabera) baino astunagoak ehunka. Horrela planeten atomo Bohr eredu jaio zen. Hala ere, bere elementu batzuk ezeztatzen fisika klasikoa unean onartu. Hori dela eta, mekanika kuantikoaren berrian garatu zen. bere itxura epea nonclassical zientzia hasi zen.

Atomo eta erradioaktibitatea

Aurrera egiten gainetik guztia bihurtzen argi kernel dela - heavy, atomo, bertan ontziratu osatzen parte positiboki kargatutako da. Noiz energiaren kuantizazioa eta elektroi bat atomo baten orbitan posizioa dute ondo aztertu, garai nukleo atomikoa izaera ulertu behar da. erradioaktibitatea aurkikuntza aparta eta ustekabeko baten laguntza etorri da. Lagundu du, heavy atomo zentralaren esentzia agerian uzteko, erradioaktiboa iturri gisa - Fisio nuklearra. XIX eta XX mendeetako txanda, inaugurazio bat bestearen atzetik erori zen. Arazo baten konponbide teorikoa esperientzia berriak ezartzeko beharra eragiten. emaitzak esperimentala eman teoriak eta behar diren baieztatzeko edo refute hipotesi sorrarazi. Askotan, aurkikuntza handienetako agertu zen, besterik gabe, delako modu horretan formula informatika (hala kuantikoaren Max Planck bezala) komenigarria da. argazkigintza aroan hasieran, zientzialari bazekien uranioa gatz argi-ondua argi-sentikorra film, baina ez zekiten fenomeno honen oinarria dela fisio nuklearra da. Beraz, erradioaktibitatea ordena desintegrazio nuklearra izaera ulertzeko aztertu da. Argi dago igorpen kuantikoaren trantsizio sortzen ziren, baina ez zegoen argi zer den. Chet Curie ateratako radium hutsa eta polonioa, uranioa mea prozesatzeko ia eskuz galdera honi erantzun bat lortzeko.

kargaren erradiazio

Rutherford asko egin du egitura atomikoa aztertzen dituen eta, gainera, nola atomo baten nukleoaren zatiketa ikerketan lagundu. Zientzialari elementu erradioaktiboa batek igorritako eremu magnetiko batean erradiazio jarri eta emaitza handia lortu. Horrexegatik da erradiazio dela hiru osagai ditu: neutral zen bat eta beste bi - positiboki eta negatiboki kargatuta. Fisio azterketa bere osagaien identifikazioa hasi zen. Frogatu muina hori banatzen daitezke, bere karga positiboa zati emateko.

nukleoaren egitura

Sortu zen geroago nukleo atomikoa hori osatzen ez soilik positiboki kargatutako protoi partikulak, baina neutral neutroi partikula. Guztion deitzen dira nukleoiek (ingelesez «nukleo» batetik, kernela). Hala ere, zientzialariek berriro arazo bat: nukleoaren masa (hau nukleoiek kopurua) ez zuen beti bere kargu dagozkie. Y hidrogenoa nukleo +1 arduratzen ditu, eta masa hiru, bi, eta bat izan daitezke. honako taula periodikoaren helioa arduraduna core 2, bere nukleoa dauka 4 eta 6 nukleoiek batera. Gehiago elementu konplexua den masa desberdinen kopurua askoz handiagoa karga berdineko izan dezake. isotopoak izeneko atomoz aldakuntzak Horrelako. Eta batzuk isotopoak nahiko egonkorra izan ziren, beste batzuk azkar desegin, baita beraientzat izan zen fisio nuklearra ezaugarri. Zer oinarri nukleoiek nukleoen egonkortasuna kopurua koherentea? Zergatik neutroi bat bakarrik gain nukleo astun eta nahiko egonkorra bere zatiketa ekarri nahi erradioaktibitatea askatu? Bitxia bada, galdera garrantzitsu honi erantzun ez du oraindik aurkitu dira. Enpirikoki, aurkitu zen out protoi eta neutroi kopuru jakin bat duten nukleoen konfigurazio egonkorra dagozkie. core 2, 4, 8, 50 neutroi eta / edo protoi kernela izango bakarrean egonkorra bada. Zenbaki hauek dira, nahiz eta aipatutako magiko gisa (eta haiek helduak, zientzialari, fisika nuklearra izendatu). Horrela, fisio nuklearra euren masa, hau da, euren nukleoiek osagai-kopuruaren araberakoa da.

Drop, estaldura, kristala

Zehaztu faktorea dela ardura, ez zen posible nukleoaren egonkortasuna une hartan. Badira egitura eredu atomikoaren teoria asko. ospetsuenetako hiru eta garatu askotan elkarren aurka gaietan hainbat unetan. Lehenengoa da muina hori - likido nuklearra bereziak tanta bat. Ur dagokionez, arintasuna, gainazal tentsioa, fusio eta gainbehera moduan dago ezaugarri. oskol kernel gehiegi eredua, zenbait energia-maila, eta horiek nukleoiek beteta daude. Hirugarren estatu core dela - medium bat da, uhin-luzera zehatz (de Broglie), TIIRA errefrakzio refract gai da - da potentziala energia. Hala ere, eredu no orain arte ezin izan da erabat deskribatzen zergatik zehatz honetan elementu kimiko baten masa kritikoa jakin batean, nukleoaren splitting hasten da.

Zer desintegrazio gertatzen

uranioa, polonioa, radium: erradioaktibitatea, esan bezala, hori naturan aurki daiteke substantzia aurkitu. Adibidez, ekoiztu berriki, uranioa hutsa erradioaktiboa da. splitting kasu honetan prozesua espontaneoa izango da. Gabe kanpoko eragin uranio atomo kopuru jakin igortzen Alfa partikulez berez torio bihurtzen da. adierazle bat, hau da, erdi-bizitza izeneko da. erakusten du, hasierako zatian zenbakiak denbora-tarte bat egingo erdi inguru izan da. elementu erradioaktiboa bakoitzak erdi-bizitza bere kabuz - Kaliforniara segundo baten frakzio bat, ehunka mila uranio eta zesio urte arte. Baina bada behartutako jarduera da. the nukleo atomiko bonbardatzen protoiak edo Alfa partikulez (helio nukleoak) energia zinetiko handia duten badu, "zatiketa" izan daitezke. bihurtze mekanismo, noski, nola amaren gogoko vase bat apurtzen desberdinak. Hala ere, analogia jakin bat aurki daiteke.

energia atomikoaren

non energia du fisio nuklearraren: Orain arte ez dugu galdera praktikoak erantzun. Irteeran bat beharrezkoa da zehar nukleoa eraketa indar nuklearra bereziak direla izeneko sendoa elkarrekintza argitzeko. muina protoi positibo multzo bat osatzen dute geroztik, galdera izaten jarraitzen du, nola elkarrekin itsasten dute, elektrostatikoaren indarrak izan indartsu nahikoa horiek uxatzeko elkarrengandik delako. Erantzuna bai da erraza, eta ez da muina nukleoiek partikula berezien arteko trukea oso azkar lepotik mantentzen da - pions. Lotura hau bizi da, oso txikia da. Behin pi-mesoiak trukea amaitu, core desegiten. bezain ondo ezagutzen da nukleoaren masa bere nukleoi osagai guztien batura baino txikiagoa da. Fenomeno horri masa akatsa. Izan ere, falta masa - energia hori kernela osorik mantentzen gastatu da. nukleo atomikoa bereizita Behin energia horren zati batzuk da energia nuklearra landareak ekoiztu eta bero bihurtuta. Hau da, fisio nuklearra energia - Einsteinen formula ospetsua manifestazio argia da. Gogoratu, formula irakurtzen as: energia eta masa sartu elkarri (E = mc ²⁾ egin daiteke ^bihurtu.

Teoria eta praktika

Orain esaten digute nola erabiltzen den aurkikuntza teoriko hutsa, nire bizitzan elektrizitatearen gigawatts da. Lehenik eta behin, kontuan izan behar da hori kontrolatu erreakzioak eragindako fisio erabiltzen da. Gehienetan uranioa edo polonioa, hau da neutroi azkarra bonbardatu da. Bigarrenik, ulertu behar da fisio nuklearra hori neutroi berriak sortzea lagunduta. Ondorioz, erreakzio zona neutroi-kopurua oso azkar hazten gai da. neutroi bakoitzak, herriguneak gehiago berri oso talka, zatitzen horiek, eta horrek beroa sortzeko handitzea dakar. Hau katean fisio nuklearra erreakzio bat da. neutroi erreaktore handitzea kantitate kontrolik ahal leherketa bat ekarriko. Horixe 1986an gertatu zen Txernobilgo zentral nuklearraren. Beraz, erreakzio zona substantzia gehiegizko neutroiak xurgatzen katastrofe bat saihesteko beti. barrak luze formularioa grafito hau. Fisio tasa izango barrak murgilduz erreakzio zona moteldu daiteke. Ekuazioa erreakzio nuklearra zehazki egin da bakoitza substantzia aktiboa eta erradioaktiboa bere partikulak (elektroiak, protoiak, alfa partikulak) bonbardatzen da. Hala ere, azken energia irteera kontserbazioaren legearen arabera kalkulatu: E1 + E2 + E3 = E4. Hau da, hasierako core partikula energia guztiaren eta (E1 + E2), ondoriozko core energia eta doako energia (E3 + E4) forma kaleratu berdina izan behar du. ekuazioa, gainera, erreakzio nuklear bat, deskonposizio lortutako substantzia bat erakusten. Adibidez, uranioa U = Th + He, U = Pb + Ne, U = Hg + Mg. Ez da emandako elementu kimikoen isotopoak, baina hori garrantzitsua da. Adibidez, hiru aukera uranioa fisio, desberdina da markagailuan isotopoak, eta neon sortzen badira. fisio-erreakzioa ehuneko ia ehun isotopo erradioaktiboak ekoizten. Hau da, uranioa desintegrazio lortzen torio erradioaktiboa. Thorium, protaktinio desegiten gai da, hori - aktinio, eta abar. Serie honetan izan daiteke, eta bismuto, eta titaniozko ere erradiaktiboa. Nahiz eta hidrogenoa nukleoan dituen bi protoi (protoi bat tasa batean), bestela izeneko - terio. Ura hidrogenoa osatutako heavy deitu eta erreaktore nuklear batean lehen zirkuitua betetzen.

ez-baketsu atomo

hala nola, "besoak lasterketa", "Gerra Hotza", "mehatxu nuklearra" Gizon moderno gisa Expressions historiko eta garrantzirik iruditu. Baina behin albiste-oharra guztietan ia guztia zenbat asmatu arma nuklearrak eta nola aurre egiteko buruz mundu osoko erreportaje batek lagunduta. Pertsonak ziren lurpeko bunker eta egin izakinen eraikitzeko neguan nuklear bat gertatuz gero. Familia osoak aterpetxe sortzea lan egin zuen. Nahiz eta fisio nuklearrean erabiltzearen baketsu daiteke hondamendia ekar. Badirudi Txernobilgo hori eman ditu gizadiaren eremu honetan zehaztasuna, baina planeta elementu zen indartsuagoa: Japoniako lurrikararen minik NPP "Fukushima" indartzea oso sendoa. Energia erreakzio nuklearra asko errazago bat suntsitzea erabiltzen. Teknologia leherketaren indarra mugatu bat bakarrik eskatzen, beraz, ez da oharkabean suntsitu planeta osoa. Gehien "gizatiarrak" bonba, zuk deitu ahal bada, ez erradiazio inguruetan kutsatzen. Oro har, gehienetan kontrolik gabeko erreakzio bat erabiltzen dute. Energia nuklearra Zer landareak saiatzen guztiek esan bonba saihesteko modu oso primitibo bat lortzeko. natural edozein elementu erradioaktiboa, ez dago substantzia puru masa kritikoa batzuk bertan kate-erreakzio bat sortzen da bera. Uranioa, adibidez, kilogramo berrogeita hamar bakarra da. uranioa da geroztik oso gogorra da, besterik txiki bat metal baloia 12-15 diametroa zentimetro da. Lehen bonba atomikoa Hiroshiman eta Nagasakin jaitsi da, hain zuzen egin ziren printzipio honetan: bi uranioa hutsa besterik konbinatuta zati desorekatua eta leherketa ikaragarria eragin zuen. arma modernoak konplexuagoak dira ziurrenik. Hala ere, masa kritikoa buruz ez da beharrezkoa ahaztu hutsa Substantzia erradioaktibo bolumen txiki biltegiratze zehar arteko piezak elkarrekin eragozten duten oztopoak izan behar dela.

erradiazio iturriak

nukleo atomikoa elementu guztiak 82 baino gehiago karga batekin erradioaktiboa dira. Ia arinagoa elementu kimikoen dute isotopoak erradioaktiboa. The astunagoak nukleoa, gutxiago bere bizitzako. elementu batzuk (hala California gisa) bakarrik lortu daiteke sintetikoki - Atomo astunak bultzaka partikula arinagoa, askotan bizkortzaileak batera. Oso ezegonkorrak direnez, ez dira lurrazalaren dauden: planeta eraketa, azkar beste elementu sartu decayed. argi nukleoen gehiago, hala nola uranioa gisa substantziak, posible ateratzeko da. Prozesu hau luzea, uranio meatze egokia da, nahiz eta oso aberatsa mineral eduki ehuneko bat baino gutxiago. Hirugarren bidea, agian, adierazten aro geologiko berri bat hasi du. hondakin erradioaktiboa elementuak erradioaktiboa erauzketa honek. lan erregai zentral batean, itsaspeko bat edo hegazkin-konpainiak, material eta azken uranioa, zatiketa baten emaitza hasita nahasketa bat ondoren. Momentuz, hondakin erradioaktiboa sendo bat jotzen da eta thorny arazo kostatzen dute, bota ahala ez dutela ingurumena kutsatzen da horrela. Hala ere, ez dago aukera bat du, etorkizun hurbilean prest-kontzentratuta substantzia erradioaktiboa (adibidez, polonio jartzeko) dira, hondakin hau ekoiztu izango da.