核分裂は、不安定な原子核を他のより安定した原子核に分割するプロセスです。 このプロセスは、1939年にオットーハーン(1879-1968)とフリッツシュトラスマン(1902-1980)によって発見されました。
ウランの核分裂は、核反応によるエネルギーの生成に最もよく使用されるため、最もよく知られています。
このプロセスは基本的に、中性子を原子核に衝突させることで構成され、2つに分割されます より安定した原子核であり、中性子を放出します。中性子は他の原子にも到達し、 刑務所。
核分裂と核融合
核分裂は、原子核の分裂です。 たとえば、中性子(n)が当たると、ウラン原子(U)が分解して、バリウム(Ba)原子とクリプトン(Kr)原子、さらに3つの中性子(n)が生成されます。
ウランの核分裂は8.10のエネルギーを放出することができます7 kJ / g。
THE 核融合 それは核分裂とは逆のプロセスです。 原子核を分割する代わりに、2つ以上の原子核が結合します。
最も一般的な反応は、水素(H)元素の2つの同位体の結合です。 トリチウム(1H3)および重水素(1H2)一緒に結合してヘリウム原子を形成します(2彼4)、中性子(n)と大量のエネルギーを放出します。
これははるかに暴力的なプロセスです。 放出されるエネルギーは約3.10です8 kJ / g。 それから、地球上で最も破壊的な爆弾、水素爆弾の機能が生まれます。
さらに、原子力発電所の原子炉で使用される核分裂を制御することは可能ですが、核融合では同じことが起こりません。
核分裂の応用
核分裂は、次の活動で使用されます。
- 薬:放射能は核分裂に起因します。 したがって、X線や腫瘍の治療に使用されます。
- エネルギーの生産:核分裂は、ガスを放出しないため、より効率的でクリーンな方法でエネルギーを生成するための代替手段です。 原子炉は、爆発が起こらないように中性子の作用を遅くすることによって核分裂過程の暴力を制御することができます。 私たちが呼ぶこのタイプのエネルギー 核エネルギー.
- 原子爆弾:原子爆弾は核融合と核分裂の過程で機能し、高い破壊力を持っています。 核分裂反応は、核兵器を製造する目的で作成されたマンハッタン計画を引き起こしました。
しかし、その利点と用途にもかかわらず、原子力発電所で生成されるエネルギーは核廃棄物を発生させます。
したがって、核分裂の適用による主な損害は、放射性物質の使用による事故のリスクです。 これらの残留物との接触は、癌や死などのさまざまな病気の発生につながる可能性があります。
この状況は、次のように例示できます。 チェルノブイリ事故、1986年4月26日に行われました。 それは商業用原子力エネルギーの歴史の中で最も深刻であると考えられており、核廃棄物の大量放出を引き起こしています。
また、 広島爆弾.
核分裂プロセス
このプロセスは、原子核への中性子の入射の結果として発生します。 分裂可能な原子核を持つ原子の衝撃を加速すると、2つに分裂します。
これにより、2つの新しい原子核が出現し、最大3つの中性子と大量のエネルギーが放出されます。
放出された中性子は他の原子核に到達し、新しい中性子を発生させる可能性があります。 したがって、 連鎖反応つまり、大量の原子力エネルギーを放出する連続プロセスです。
ウラン核分裂
最もよく知られている核分裂反応は、ウランで起こるものです。 いつ 中性子 十分なエネルギーでそれはウラン核に到達し、他の核の核分裂を引き起こす可能性のある中性子を放出します。 この反応は、大量のエネルギーを放出することも知られています。
ウラン(U)からは、バリウム(Ba)、クリプトン(Kr)、臭素(Br)、ランタン(La)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、ヨウ素(I)、イットリウム(I)などのいくつかの生成物を形成できます。 Y)。
核分裂に関する演習
質問1
(Ufal)方程式:
次の反応を表します:
a)触媒変換。
b)放射性崩壊。
c)レドックス。
d)核分裂。
e)核融合。
正しい代替案:d)核分裂。
中性子(n)がウラン(U)などの不安定な原子核に当たると、より安定した原子核が破壊されて放出されます。 この反応で生成された中性子も他の原子核に到達し、連鎖反応を引き起こします。
質問2
核分裂と核融合の違いは何ですか?
回答:核分裂では原子核の分裂がありますが、核融合では原子核が結合します。
質問3
(Ufal)核分裂は、重くて不安定な原子核の分裂であり、たとえば、この原子核に中性子を衝突させてエネルギーを放出することによって発生します。 核分裂方程式を正しく表す代替案は次のとおりです。
)
B)
ç)
d)
正しい代替案:d) .
元素の質量数は陽子と中性子の合計に対応します。 方程式の最初のメンバーでは、原子番号に対応するウラン原子に92個の陽子があり、質量から陽子の数を引いて計算すると143個の中性子があります。
Z = p = 92
A = p + n = 235
n = A-p = 235-92 = 143
ウラン中性子に加えて、原子核を爆撃したもう1つの中性子と、最初のメンバーに合計144個の中性子があります。
方程式の2番目のメンバーでは、バリウム(Ba)とクリプトン(Kr)の原子番号の合計が92個の陽子になります。
56 + 36 = 92
バリウム(Ba)の中性子数は84、クリプトン(Kr)は57です。 これらの値は、質量から陽子の数を引くことによって得られます。
A = p + n = 140
n = A-p = 140-56 = 84
A = p + n = 93
n = A-p = 93-36 = 57
そのときのメンバーには144個の中性子があります。これは、2つの原子核からの中性子を追加し、3つが反応で放出されるためです。
84 + 57 + 3 = 144
したがって、方程式 正解です。方程式の各メンバーに92個の陽子と144個の中性子があります。
私たちが用意したリストの主題に関する大学入試の質問を参照してください。 放射能演習.