ბირთვული განხეთქილება არის არასტაბილური ატომური ბირთვის სხვა, უფრო სტაბილურ ბირთვებად დაყოფის პროცესი. ეს პროცესი 1939 წელს აღმოაჩინეს ოტო ჰანმა (1879-1968) და ფრიც სტრასმანმა (1902-1980).
ურანის ბირთვული განხეთქილება ყველაზე ცნობილია, რადგან ის ყველაზე მეტად გამოიყენება ბირთვული რეაქციების შედეგად ენერგიის წარმოქმნისთვის.
ეს პროცესი ძირითადად შედგება ნეიტრონის ატომის ბირთვში მოხვედრისგან და ის ორად გაიყოფა უფრო სტაბილური ბირთვები და გამოყოფს ნეიტრონებს, რომლებიც ასევე მიაღწევენ სხვა ატომებს რეაქციის გამო ციხეში
ბირთვული განხეთქილება და ბირთვული შერწყმა
ბირთვული განხეთქილება არის ატომების ბირთვების გაყოფა. მაგალითად, ნეიტრონის (n) მოხვედრისას, ურანის ატომს (U) შეუძლია დაშლა და წარმოქმნას ბარიუმის (Ba) და კრიპტონის (Kr) და კიდევ სამი ნეიტრონის ატომები (n).
ურანის ბირთვულ განხეთქილებას შეუძლია გაათავისუფლოს ენერგია 8.107 კჯ / გ
Ბირთვული fusion ეს გახლეჩის საპირისპირო პროცესია. ატომის ბირთვის გაყოფის ნაცვლად, ორი ან მეტი ატომის ბირთვი ერთმანეთს უერთდება.
ყველაზე გავრცელებული რეაქცია არის წყალბადის (H) ელემენტის ორი იზოტოპის კავშირი. ტრიტიუმი (
1ჰ3) და დეიტერიუმი (1ჰ2) შეუერთდნენ ჰელიუმის ატომის წარმოქმნას (2ის4), ნეიტრონი (n) და დიდი რაოდენობით ენერგიის გამოყოფა.ეს ბევრად უფრო ძალადობრივი პროცესია. გამოყოფილი ენერგია დაახლოებით 3.108 კჯ / გ აქედან მოდის ყველაზე დესტრუქციული ბომბის ფუნქციონირება: წყალბადის ბომბი.
გარდა ამისა, მიუხედავად იმისა, რომ შესაძლებელია ბირთვული გახლეჩის კონტროლი, რომელიც გამოიყენება ბირთვულ ელექტროსადგურებში რეაქტორებში, იგივე არ ხდება ბირთვული შერწყმის შემთხვევაში.
ბირთვული განხეთქილების პროგრამები
ბირთვული განხეთქილება გამოიყენება შემდეგ საქმიანობებში:
- Წამალირადიოაქტივობა ბირთვული გახლეჩის შედეგია. ამრიგად, იგი გამოიყენება რენტგენის და სიმსივნის სამკურნალოდ.
- ენერგიის წარმოება: ბირთვული გახლეჩა ენერგიის წარმოების ალტერნატივა უფრო ეფექტური და სუფთა გზით, რადგან ის არ გამოყოფს გაზებს. ბირთვულ რეაქტორებს საშუალება აქვთ გააკონტროლონ გახლეჩის პროცესის ძალადობა ნეიტრონების მოქმედების შენელებით, რომ აფეთქება არ მოხდეს. ამ ტიპის ენერგიას ჩვენ ვეძახით Ბირთვული ენერგია.
- ატომური ბომბი: ატომური ბომბი მუშაობს ბირთვული შერწყმისა და გახლეჩის პროცესების შედეგად და აქვს მაღალი დესტრუქციული ძალა. ბირთვული განხეთქილების რეაქციამ წარმოშვა მანჰეტენის პროექტი, რომელიც შეიქმნა ბირთვული იარაღის შექმნის მიზნით.
ამასთან, მიუხედავად მისი უპირატესობებისა და გამოყენებისა, ბირთვულ ელექტროსადგურებში წარმოებული ენერგია ბირთვულ ნარჩენებს წარმოშობს.
ამრიგად, განხეთქილების გამოყენების მთავარი ზიანი არის ავარიის საშიშროება რადიოაქტიური მასალის გამოყენების გამო. ამ ნარჩენებთან კონტაქტმა შეიძლება გამოიწვიოს სხვადასხვა დაავადებების გაჩენა, როგორიცაა კიბო და სიკვდილიც კი.
ამ სიტუაციის მაგალითზე შეიძლება ჩერნობილის ავარია, რომელიც შედგა 1986 წლის 26 აპრილს. იგი კომერციული ბირთვული ენერგიის ისტორიაში ყველაზე სერიოზულად ითვლება, რაც ბირთვული ნარჩენების უზარმაზარ გამოყოფას იწვევს.
ასევე ვიცი შესახებ ჰიროსიმას ბომბი.
ბირთვული გახლეჩის პროცესი
პროცესი ხდება ატომურ ბირთვზე ნეიტრონის სიხშირის შედეგად. როდესაც თქვენ დააჩქარებთ ატომის დაბომბვას, რომელსაც აქვს გახლეჩილი ბირთვი, ის ორად იყოფა.
ამით ჩნდება ორი ახალი ბირთვი და გამოიყოფა 3 ნეიტრონამდე და დიდი რაოდენობით ენერგია.
გამოთავისუფლებულ ნეიტრონებს შეუძლიათ სხვა ბირთვების მიღწევა და ახალი ნეიტრონების წარმოქმნა. ამრიგად, ა Ჯაჭვური რეაქცია, ანუ უწყვეტი პროცესი, რომელიც გამოყოფს დიდი რაოდენობით ბირთვულ ენერგიას.
ურანის ბირთვული განხეთქილება
ყველაზე ცნობილი ბირთვული გახლეჩის რეაქცია არის ის, რაც ხდება ურანთან. როდესაც ერთი ნეიტრონი საკმარისი ენერგიით იგი აღწევს ურანის ბირთვს, ათავისუფლებს ნეიტრონებს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სხვა ბირთვების გახლეჩა. ასევე ცნობილია, რომ ეს რეაქცია დიდი რაოდენობით ენერგიას გამოყოფს.
ურანისგან (U) შეიძლება წარმოიქმნას რამდენიმე პროდუქტი, როგორიცაა ბარიუმი (Ba), კრიპტონი (Kr), ბრომი (Br), lanthanum (La), კალის (Sn), მოლიბდენის (Mo), იოდის (I) და იტრიუმის ( Y)
სავარჯიშოები ბირთვული განხეთქილების შესახებ
კითხვა 1
(Ufal) განტოლება:
წარმოადგენს რეაქციას:
ა) კატალიზური გარდაქმნა.
ბ) რადიოაქტიური დაშლა.
გ) რედოქსი.
დ) ბირთვული განხეთქილება.
ე) ბირთვული შერწყმა.
სწორი ალტერნატივა: დ) ბირთვული განხეთქილება.
როდესაც ნეიტრონი (n) მოხვდება არასტაბილურ ატომურ ბირთვში, მაგალითად ურანში (U), ადგილი აქვს დარღვევას და უფრო სტაბილური ატომური ბირთვების გამოყოფას. ნეიტრონები, რომლებიც ასევე წარმოიქმნება ამ რეაქციაში, მიაღწევენ სხვა ბირთვებს, რამაც გამოიწვია ჯაჭვური რეაქცია.
კითხვა 2
რა განსხვავებაა დაშლასა და ბირთვულ შერწყმას შორის?
პასუხი: ბირთვულ განხეთქილებაში ატომური ბირთვის დაყოფა ხდება, შერწყმაში ატომური ბირთვები ერთიანდება.
კითხვა 3
(უფალი) ბირთვული განხეთქილება არის მძიმე და არასტაბილური ატომური ბირთვის დაყოფა, რაც ხდება, მაგალითად, ამ ბირთვის ნეიტრონებით დაბომბვით, ენერგიის გამოყოფით. ალტერნატივა, რომელიც სწორად წარმოადგენს ბირთვული განხეთქილების განტოლებას:
)
ბ)
ჩ)
დ)
სწორი ალტერნატივა: დ) .
ელემენტის მასის რაოდენობა შეესაბამება პროტონისა და ნეიტრონის ჯამს. განტოლების პირველ წევრში ურანის ატომში გვაქვს 92 პროტონი, რომელიც შეესაბამება ატომურ რიცხვს და 143 ნეიტრონი, რაც გამოითვლება მასიდან პროტონის რაოდენობის გამოკლებით.
Z = p = 92
A = p + n = 235
n = A - p = 235 - 92 = 143
ურანის ნეიტრონების გარდა, ჩვენ გვაქვს კიდევ ერთი ნეიტრონი, რომელმაც დაბომბა ატომური ბირთვი და სულ 144 ნეიტრონი პირველ წევრში.
განტოლების მეორე წევრში ბარიუმის (Ba) და კრიპტონის (Kr) ატომური რიცხვების ჯამი ჯამში 92 პროტონს შეადგენს.
56 + 36 = 92
ბარიუმის ნეიტრონული რიცხვი (Ba) არის 84, ხოლო კრიპტონი (Kr) - 57. ამ მნიშვნელობებს ვიღებთ მასიდან პროტონის რაოდენობის გამოკლებით.
A = p + n = 140
n = A - p = 140 - 56 = 84
A = p + n = 93
n = A - p = 93 - 36 = 57
ამ წევრში ჩვენ გვაქვს 144 ნეიტრონი, რადგან ვამატებთ ნეიტრონებს ორი ატომური ბირთვიდან, რეაქციაში გამოყოფილი სამით.
84 + 57 + 3 = 144
ამიტომ, განტოლება სწორია: 92 პროტონი და 144 ნეიტრონი განტოლების თითოეულ წევრში.
უნივერსიტეტის მისაღები გამოცდის კითხვები იხილეთ ამ თემაზე ჩვენს მიერ მომზადებულ სიაში: რადიოაქტივობის სავარჯიშოები.