Ядреното делене е процес на разделяне на нестабилно атомно ядро на други, по-стабилни ядра. Този процес е открит през 1939 г. от Ото Хан (1879-1968) и Фриц Щрасман (1902-1980).
Ядреното делене на уран е най-известно, тъй като той се използва най-често за генериране на енергия чрез ядрени реакции.
Процесът основно се състои в това, че неутронът удари ядрото на атома и той ще се раздели на две по-стабилни ядра и ще отделят неутрони, които също ще достигнат други атоми, причинявайки реакция в затвор.
Ядрено делене и ядрен синтез
Ядреното делене е разделяне на ядрата на атомите. Например, когато е ударен от неутрон (n), уранният атом (U) може да се разпадне и да генерира атоми на барий (Ba) и криптон (Kr) и още три неутрона (n).
Ядреното деление на уран може да освободи енергията от 8.107 kJ / g.
НА Ядрен синтез това е обратният процес на делене. Вместо да разделя ядрото на атома, ядрото на два или повече атома се съединява.
Най-честата реакция е обединението на два изотопа на елемента водород (Н). тритий (
1Н3) и деутерий (1Н2) се съединяват, образувайки хелиев атом (2той4), неутрон (n) и освобождаващ големи количества енергия.Това е много по-насилствен процес. Освободената енергия е около 3.108 kJ / g. От него произтича функционирането на най-разрушителната бомба на планетата: водородната бомба.
Освен това, въпреки че е възможно да се контролира ядреното делене, използвано в реактори в атомни електроцентрали, същото не се случва с ядрения синтез.
Приложения на ядрено делене
Ядреното делене се използва в следните дейности:
- Лекарство: Радиоактивността е резултат от ядрено делене. По този начин се използва при рентгенови лъчи и лечение на тумори.
- Производство на енергия: Ядреното делене е алтернатива при производството на енергия по по-ефективен и чист начин, тъй като не отделя газове. Ядрените реактори са в състояние да контролират насилието от процеса на делене, като забавят действието на неутроните, така че да не се случи експлозия. Този тип енергия наричаме Ядрена енергия.
- Атомни бомби: Атомните бомби работят в резултат на ядрен синтез и процеси на делене и имат висока разрушителна сила. Реакцията на ядрено делене породи проекта в Манхатън, създаден с цел изграждане на ядрени оръжия.
Въпреки своите предимства и приложения, енергията, произведена в атомните електроцентрали, поражда ядрени отпадъци.
По този начин основната вреда от прилагането на делене е рискът от инцидент поради използването на радиоактивен материал. Контактът с тези остатъци може да доведе до появата на различни заболявания, като рак и дори смърт.
Тази ситуация може да бъде илюстрирана от Чернобилска авария, състояла се на 26 април 1986г. Счита се за най-сериозната в историята на търговската ядрена енергия, причиняваща огромно изхвърляне на ядрени отпадъци.
Също така знайте за Бомба на Хирошима.
процес на ядрено делене
Процесът възниква в резултат на падането на неутрон върху атомното ядро. Когато ускорите бомбардирането на атома, който има делящо се ядро, той се разделя на две.
С това се появяват две нови ядра и се освобождават до 3 неутрона и голямо количество енергия.
Освободените неутрони могат да достигнат други ядра и да дадат началото на нови неутрони. По този начин, a Верижна реакция, т.е. непрекъснат процес, който освобождава голямо количество ядрена енергия.
Ядрено делене на уран
Най-известната реакция на ядрено делене е тази, която протича с уран. Когато един неутрон с достатъчно енергия достига до ядрото на урана, освобождавайки неутрони, които могат да причинят деленето на други ядра. Известно е също, че тази реакция освобождава големи количества енергия.
От уран (U) могат да се образуват няколко продукта, като барий (Ba), криптон (Kr), бром (Br), лантан (La), калай (Sn), молибден (Mo), йод (I) и итрий ( Y).
Упражнения по ядрено делене
Въпрос 1
(Ufal) Уравнението:
представлява реакция на:
а) каталитична конверсия.
б) радиоактивен разпад.
в) редокс.
г) ядрено делене.
д) ядрен синтез.
Правилна алтернатива: г) ядрено делене.
Когато неутрон (n) удари нестабилно атомно ядро, като уран (U), има разрушаване и освобождаване на по-стабилни атомни ядра. Неутроните, произведени също в тази реакция, ще достигнат други ядра, причинявайки верижна реакция.
въпрос 2
Каква е разликата между деленето и ядрения синтез?
Отговор: Докато при ядрено делене има разделяне на атомно ядро, при сливането атомните ядра се обединяват.
въпрос 3
(Ufal) Ядреното делене е разделянето на тежко и нестабилно атомно ядро, което се случва например чрез бомбардиране на това ядро с неутрони, освобождавайки енергия. Алтернативата, която правилно представлява уравнението на ядрено делене, е:
The)
Б)
° С)
д)
Правилна алтернатива: г) .
Масовото число на даден елемент съответства на сумата от протони и неутрони. В първия член на уравнението имаме 92 протона в урановия атом, което съответства на атомния номер, и 143 неутрона, изчислени чрез изваждане на броя на протоните от масата.
Z = p = 92
A = p + n = 235
n = A - p = 235 - 92 = 143
В допълнение към урановите неутрони, имаме още един неутрон, който бомбардира атомното ядро и общо 144 неутрона в първия член.
Във втория член на уравнението сумата от атомните номера на барий (Ba) и криптон (Kr) възлиза на 92 протона.
56 + 36 = 92
Неутронният брой на бария (Ba) е 84, а криптонът (Kr) е 57. Получаваме тези стойности чрез изваждане на броя на протоните от масата.
A = p + n = 140
n = A - p = 140 - 56 = 84
A = p + n = 93
n = A - p = 93 - 36 = 57
Тогава в членката имаме 144 неутрона, тъй като добавяме неутроните от двете атомни ядра с трите освободени в реакцията.
84 + 57 + 3 = 144
Следователно уравнението е правилно: 92 протона и 144 неутрона във всеки член на уравнението.
Вижте въпросите за кандидатстудентски изпит по темата в списъка, който сме подготвили: упражнения за радиоактивност.
