Jadrové štiepenie je proces delenia nestabilného atómového jadra na ďalšie stabilnejšie jadrá. Tento proces objavili v roku 1939 Otto Hahn (1879-1968) a Fritz Strassmann (1902-1980).
Jadrové štiepenie uránu je najznámejšie, pretože sa najbežnejšie používa na výrobu energie jadrovými reakciami.
Proces v zásade spočíva v tom, že neutrón zasiahne jadro atómu a ten sa rozdelí na dva stabilnejšie jadrá a budú uvoľňovať neutróny, ktoré sa dostanú aj k ďalším atómom a spôsobia reakciu v väzenie.
Jadrové štiepenie a jadrová fúzia
Jadrové štiepenie je štiepenie jadier atómov. Napríklad, keď je zasiahnutý neutrónom (n), atóm uránu (U) sa môže rozpadnúť a generovať atómy bária (Ba) a kryptónu (Kr) a ďalších troch neutrónov (n).
Jadrové štiepenie uránu môže uvoľniť energiu z 8.107 kJ / g.
THE Jadrová fúzia je to opačný proces ako štiepenie. Namiesto rozdelenia jadra atómu sa jadro dvoch alebo viacerých atómov spojí.
Najbežnejšou reakciou je spojenie dvoch izotopov prvku vodík (H). trícium (
1H3) a deutérium (1H2) sa spoja a vytvoria atóm hélia (2on4), neutrón (n) a uvoľňujúci veľké množstvo energie.Toto je oveľa násilnejší proces. Uvoľnená energia je asi 3,108 kJ / g. Z toho vychádza fungovanie najničivejšej bomby na planéte: vodíkovej bomby.
Okrem toho, aj keď je možné riadiť jadrové štiepenie, ktoré sa používa v reaktoroch v jadrových elektrárňach, to isté sa nestáva pri jadrovej fúzii.
Aplikácie jadrového štiepenia
Jadrové štiepenie sa využíva pri týchto činnostiach:
- Medicína: Rádioaktivita je výsledkom štiepenia jadra. Používa sa teda pri röntgenových lúčoch a pri liečbe nádorov.
- Výroba energie: Jadrové štiepenie je alternatívou pri výrobe energie účinnejším a čistejším spôsobom, pretože nevypúšťa plyny. Jadrové reaktory sú schopné riadiť násilie v procese štiepenia spomalením pôsobenia neutrónov tak, aby nedošlo k výbuchu. Tento typ energie nazývame Jadrová energia.
- Atómové bomby: Atómové bomby fungujú v dôsledku procesov jadrovej fúzie a štiepenia a majú vysokú ničivú silu. Reakcia jadrového štiepenia vyústila do projektu Manhattan, ktorý bol vytvorený za účelom výroby jadrových zbraní.
Napriek svojim výhodám a použitiam však energia vyrobená v jadrových elektrárňach vedie k jadrovému odpadu.
Hlavnou škodou pri štiepení je teda riziko nehody v dôsledku použitia rádioaktívneho materiálu. Kontakt s týmito zvyškami môže viesť k vzniku rôznych chorôb, ako je rakovina alebo dokonca smrť.
Túto situáciu môžeme ilustrovať Černobyľská nehoda, ktorá sa uskutočnila 26. apríla 1986. Považuje sa za najvážnejšiu v histórii komerčnej jadrovej energie, ktorá spôsobuje obrovské uvoľňovanie jadrového odpadu.
Tiež vedieť o Hirošimská bomba.
proces jadrového štiepenia
Tento proces nastáva v dôsledku výskytu neutrónu na atómovom jadre. Keď ste urýchlili bombardovanie atómu, ktorý má štiepne jadro, rozdelí sa na dve časti.
Týmto sa objavia dve nové jadrá a uvoľnia sa až 3 neutróny a veľké množstvo energie.
Uvoľnené neutróny sa môžu dostať do ďalších jadier a spôsobiť vznik nových neutrónov. Teda a Reťazová reakcia, teda nepretržitý proces, pri ktorom sa uvoľňuje veľké množstvo jadrovej energie.
Jadrové štiepenie uránu
Najznámejšia jadrová štiepna reakcia je reakcia, ktorá sa vyskytuje s uránom. Keď jeden neutrón s dostatkom energie sa dostane do jadra uránu a uvoľní neutróny, ktoré môžu spôsobiť štiepenie ďalších jadier. Je známe, že táto reakcia uvoľňuje veľké množstvo energie.
Z uránu (U) je možné vyrobiť niekoľko produktov, ako je bárium (Ba), kryptón (Kr), bróm (Br), lantán (La), cín (Sn), molybdén (Mo), jód (I) a ytrium ( Y).
Cvičenia týkajúce sa jadrového štiepenia
Otázka 1
(Ufal) Rovnica:
predstavuje reakciu:
a) katalytická premena.
b) rádioaktívny rozpad.
c) redox.
d) jadrové štiepenie.
e) jadrová fúzia.
Správna alternatíva: d) štiepenie jadra.
Keď neutrón (n) zasiahne nestabilné atómové jadro, napríklad urán (U), dôjde k narušeniu a uvoľneniu stabilnejších atómových jadier. Neutróny tiež produkované pri tejto reakcii sa dostanú do ďalších jadier, čo spôsobí reťazovú reakciu.
otázka 2
Aký je rozdiel medzi štiepením a jadrovou syntézou?
Odpoveď: Zatiaľ čo pri štiepení jadier existuje rozdelenie atómového jadra, pri fúzii sa atómové jadrá spájajú.
otázka 3
(Ufal) Jadrové štiepenie je rozdelenie ťažkého a nestabilného atómového jadra, ku ktorému dochádza napríklad bombardovaním tohto jadra neutrónmi a uvoľňovaním energie. Alternatíva, ktorá správne predstavuje rovnicu jadrového štiepenia, je:
)
B)
ç)
d)
Správna alternatíva: d) .
Hmotnostné číslo prvku zodpovedá súčtu protónov a neutrónov. V prvom člene rovnice máme 92 protónov v atóme uránu, čo zodpovedá atómovému číslu, a 143 neutrónov, počítané odčítaním počtu protónov od hmotnosti.
Z = p = 92
A = p + n = 235
n = A - p = 235 - 92 = 143
Okrem uránových neutrónov máme ešte jeden neutrón, ktorý bombardoval atómové jadro, a celkovo 144 neutrónov v prvom člene.
V druhom článku rovnice predstavuje súčet atómových čísel bária (Ba) a kryptónu (Kr) 92 protónov.
56 + 36 = 92
Počet neutrónov bária (Ba) je 84 a kryptónu (Kr) je 57. Tieto hodnoty získame odčítaním počtu protónov od hmotnosti.
A = p + n = 140
n = A - p = 140 - 56 = 84
A = p + n = 93
n = A - p = 93 - 36 = 57
V členovi potom máme 144 neutrónov, pretože sčítame neutróny z dvoch atómových jadier s tromi uvoľnenými pri reakcii.
84 + 57 + 3 = 144
Preto rovnica je správne: 92 protónov a 144 neutrónov v každom člene rovnice.
V zozname, ktorý sme pripravili, si pozrite otázky týkajúce sa prijímacích skúšok na univerzitu: rádioaktívne cvičenia.
