Jaderné štěpení je proces dělení nestabilního atomového jádra na jiná stabilnější jádra. Tento proces objevil v roce 1939 Otto Hahn (1879-1968) a Fritz Strassmann (1902-1980).
Jaderné štěpení uranu je nejznámější, protože se nejčastěji používá k výrobě energie prostřednictvím jaderných reakcí.
Proces v zásadě spočívá v tom, že neutron zasáhne jádro atomu a ten se rozdělí na dva stabilnější jádra a uvolní neutrony, které se také dostanou k dalším atomům způsobujícím reakci vězení.
Jaderné štěpení a jaderná fúze
Jaderné štěpení je štěpení jader atomů. Například když je zasažen neutronem (n), atom uranu (U) se může rozpadnout a generovat atomy baria (Ba) a kryptonu (Kr) a dalších tří neutronů (n).
Štěpení uranu může uvolnit energii z 8.107 kJ / g.
THE Jaderná fůze je to opačný proces než štěpení. Místo rozdělení jádra atomu se jádro dvou nebo více atomů spojí dohromady.
Nejběžnější reakcí je spojení dvou izotopů prvku vodík (H). tritium (1H3) a deuterium (1H2) spojit se dohromady a vytvořit atom helia (2on4), neutron (n) a uvolňující velké množství energie.
Jedná se o mnohem násilnější proces. Uvolněná energie je asi 3,108 kJ / g. Z toho vychází fungování nejničivější bomby na planetě: vodíkové bomby.
Navíc, i když je možné řídit jaderné štěpení, které se používá v reaktorech v jaderných elektrárnách, totéž se nestává u jaderné fúze.
Aplikace jaderného štěpení
Jaderné štěpení se používá v následujících činnostech:
- Lék: Radioaktivita vyplývá z jaderného štěpení. Používá se tedy při rentgenovém záření a léčbě nádorů.
- Výroba energie: Jaderné štěpení je alternativou ve výrobě energie efektivnějším a čistším způsobem, protože nevyzařuje plyny. Jaderné reaktory jsou schopné kontrolovat násilí štěpného procesu zpomalením působení neutronů, aby nedošlo k výbuchu. Tento typ energie nazýváme Nukleární energie.
- Atomové bomby: Atomové bomby fungují v důsledku procesů jaderné fúze a štěpení a mají vysokou ničivou sílu. Reakce jaderného štěpení dala vzniknout projektu Manhattan, který byl vytvořen za účelem výroby jaderných zbraní.
I přes své výhody a aplikace však energie vyrobená v jaderných elektrárnách vede k jadernému odpadu.
Hlavní škodou způsobenou štěpením je tedy riziko nehody v důsledku použití radioaktivního materiálu. Kontakt s těmito zbytky může vést ke vzniku různých nemocí, jako je rakovina nebo dokonce smrt.
Tuto situaci lze ilustrovat Černobylská nehoda, která se konala 26. dubna 1986. Je považována za nejvážnější v historii komerční jaderné energie, což způsobuje obrovské uvolňování jaderného odpadu.
Také vědět o Hirošimská bomba.
proces jaderného štěpení
K procesu dochází v důsledku dopadu neutronu na atomové jádro. Když jste urychlili bombardování atomu, který má štěpné jádro, rozdělí se na dvě části.
Tím se objeví dvě nová jádra a uvolní se až 3 neutrony a velké množství energie.
Uvolněné neutrony se mohou dostat do dalších jader a dát vzniknout novým neutronům. Tak, a Řetězová reakce, tj. kontinuální proces, při kterém se uvolňuje velké množství jaderné energie.
Štěpení uranu
Nejznámější jaderná štěpná reakce je reakce, která nastává s uranem. Když jeden neutron s dostatkem energie dosáhne jádra uranu a uvolní neutrony, které mohou způsobit štěpení dalších jader. Je známo, že tato reakce uvolňuje velké množství energie.
Z uranu (U) lze vytvořit několik produktů, jako je baryum (Ba), krypton (Kr), brom (Br), lanthan (La), cín (Sn), molybden (Mo), jod (I) a yttrium ( Y).
Cvičení k jadernému štěpení
Otázka 1
(Ufal) Rovnice:
představuje reakci:
a) katalytická přeměna.
b) radioaktivní rozpad.
c) redox.
d) jaderné štěpení.
e) jaderná fúze.
Správná alternativa: d) štěpení jader.
Když neutron (n) narazí na nestabilní atomové jádro, jako je uran (U), dojde k narušení a uvolnění stabilnějších atomových jader. Neutrony také produkované v této reakci dosáhnou dalších jader, což způsobí řetězovou reakci.
otázka 2
Jaký je rozdíl mezi štěpením a jadernou fúzí?
Odpověď: Zatímco v jaderném štěpení dochází k rozdělení atomového jádra, ve fúzi se atomová jádra spojují.
otázka 3
(Ufal) Jaderné štěpení je rozdělení těžkého a nestabilního atomového jádra, ke kterému dochází například bombardováním tohoto jádra neutrony a uvolňováním energie. Alternativou, která správně představuje rovnici jaderného štěpení, je:
The)
B)
C)
d)
Správná alternativa: d) .
Hmotnostní číslo prvku odpovídá součtu protonů a neutronů. V prvním členu rovnice máme 92 protonů v atomu uranu, což odpovídá atomovému číslu, a 143 neutronů, počítáno odečtením počtu protonů od hmotnosti.
Z = p = 92
A = p + n = 235
n = A - p = 235 - 92 = 143
Kromě uranových neutronů máme ještě jeden neutron, který bombardoval atomové jádro, a celkem 144 neutronů v prvním členu.
Ve druhém členu rovnice je součet atomových čísel baria (Ba) a kryptonu (Kr) celkem 92 protonů.
56 + 36 = 92
Počet neutronů barya (Ba) je 84 a kryptonu (Kr) je 57. Tyto hodnoty získáme odečtením počtu protonů od hmotnosti.
A = p + n = 140
n = A - p = 140 - 56 = 84
A = p + n = 93
n = A - p = 93 - 36 = 57
V členu pak máme 144 neutronů, protože sčítáme neutrony ze dvou atomových jader se třemi uvolněnými v reakci.
84 + 57 + 3 = 144
Proto rovnice je správné: 92 protonů a 144 neutronů v každém členu rovnice.
Podívejte se na otázky týkající se přijímacích zkoušek na toto téma v seznamu, který jsme připravili: cvičení radioaktivity.
