מהי ביקוע גרעיני?

ה ביקוע גרעיני זהו תהליך חלוקת הגרעין של יסוד כימי כבד לשני יסודות קלים יותר בעלי מסה משוערת. לתהליך זה יש סבירות נמוכה להתרחש באופן טבעי, אך ניתן לכפות על אלמנט להתחלק על ידי קבלת אנרגיה או על ידי הפצצתו על ידי נֵיטרוֹן.

האלמנט הנפוץ ביותר בביקוע הוא אוּרָנִיוּם (U). 6 גרם מאלמנט זה יכולים להניב 5.2 x 10²² MeV, מספיק אנרגיה כדי לשמור על מגורים קטנים ליום שלם.

• היסטוריה קצרה

במחצית הראשונה של המאה ה -20, המדען האנגלי ג'יימס צ'דוויק גילו נויטרונים, שכעבור כמה שנים נחקרו עמוקות על ידי אנריקו פרמי. מחקריו של פרמי הראה זאת מכיוון שלא היה לו מטען חשמלי, נויטרונים יכולים לשמש כקליעים בניסויים גרעיניים, מכיוון שהם אינם עוברים אינטראקציות חשמליות.

הפיזיקה ליז מייטנר וכמה תורמים פיתחו, בסוף שנות השלושים, עבודות חשובות מאוד על פיזיקה גרעינית, המביא את המונח ביקוע לתהליך חלוקת יסוד כימי.

• העשרת אורניום

היסוד הנפוץ ביותר בבקעים גרעיניים הוא אורניום -235 (²³⁵U), כי הביקוע שלה מתרחש מהפצצת חומר זה עם נויטרונים בעלי אנרגיה קינטית נמוכה, הנייטרונים התרמיים. אורניום טבעי מכיל פחות מ -1% ²³⁵U ורוב ²³⁸U, יסוד שלא יכול לעבור ביקוע על ידי נויטרונים תרמיים. זה אפשרי

להוסיף באופן מלאכותי ²³⁵Uכדי להפוך את המתחם לרגיש יותר לביקוע. תהליך זה נקרא העשרת אורניום.

• אפשרויות שימוש בביקוע

  אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

ביקוע גרעיני משמש כבר לייצור אנרגיה, גם אם אינו צורת ייצור נקייה, שכן לאחר ביקוע נוצרים אלמנטים רדיואקטיביים. דוגמה לאלמנטים מסוכנים הנוצרים לאחר ביקוע היא בריום.

תחנת הכוח הגרעינית Angra dos Reis, בריו דה ז'ניירו

פצצות גרעיניות הם עובדים בתהליך הביקוע. דוגמה מצוינת היא ראשי נפץ גרעיניים שהוטלו על הערים היפניות הירושימה ונגאסאקי בסוף מלחמת העולם השנייה.

העיר הירושימה חודש לאחר התפוצצות ראש הקרב הגרעיני ב -1945

• דוגמה לביקוע

דוגמה קלאסית להתרחשות ביקוע גרעיני היא זו של ²³⁵U. המשוואה הבאה מראה כי לאחר ספיגת נויטרון, גרעין האורניום מחולק לגרעין קסנון (¹⁴⁰Xe) ועוד אחד של סטרונציום (⁹⁴אדון). מאחר ושברי אלה אינם יציבים, הם פולטים אלקטרון ונייטרינו (תהליך הנקרא ריקבון בטא) עד שהם הופכים יציבים.

²³⁵U + n → ²³⁶U → ¹⁴⁰Xe + ⁹⁴מר + 2n

כמו בכל תהליך ביקוע, לפחות שני נויטרונים משתחררים, ביקוע גרעיני מתרחש דרך תגובת שרשרת, שבה כל נויטרון חדש שנוצר מתנגש בגרעין אורניום, ויוצר חדש ביקוע.

מאת ג'ואב סילאס
בוגר פיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

ג'וניור, ג'ואב סילאס דה סילבה. "מהי ביקוע גרעיני?"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-fissao-nuclear.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.