คำจำกัดความของนิวเคลียร์ฟิชชัน (มันคืออะไร แนวคิด และคำจำกัดความ)

นิวเคลียร์ฟิชชันเป็นกระบวนการทางกายภาพที่ประกอบด้วยการแบ่งนิวเคลียสของอะตอมที่ถือว่าไม่เสถียรออกเป็นนิวเคลียสที่เล็กกว่าสองนิวเคลียส ผ่านการทิ้งระเบิดของอนุภาค เช่น นิวตรอน

กระบวนการนี้เป็นปฏิกิริยาเคมีแบบคายความร้อนและเกิดขึ้นเมื่อมีการปล่อยพลังงานจำนวนมาก ถือเป็นรูปแบบหนึ่งของการเปลี่ยนรูปทางนิวเคลียร์ เนื่องจากชิ้นส่วนที่สร้างขึ้นไม่ใช่องค์ประกอบเดียวกันกับไอโซโทปที่สร้างขึ้น

การศึกษาครั้งแรกเกี่ยวกับ กระบวนการแยกตัวของนิวเคลียร์ พวกเขาถูกค้นพบในปี 1939 โดย Otto Hahn (1879-1968) และ Fritz Strassmann (1902-1980)

กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสหนักโดนนิวตรอนและหลังจากการชนกัน มันจะปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมหาศาล

ในระหว่างการชนกัน นิวตรอนใหม่จะถูกปลดปล่อยออกมาซึ่งจะชนกับนิวเคลียสใหม่ ทำให้เกิดการแยกตัวของนิวเคลียสอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่า ปฏิกิริยาลูกโซ่ตามแบบแผนด้านล่าง:

กระบวนการแยกตัวของนิวเคลียร์ก็มีความสำคัญเช่นกันสำหรับ การผลิตพลังงานนิวเคลียร์. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถควบคุมความรุนแรงของกระบวนการฟิชชันได้ ทำให้การทำงานของนิวตรอนช้าลงเพื่อไม่ให้เกิดการระเบิด และด้วยวิธีนี้พลังงานนิวเคลียร์จึงถูกสร้างขึ้นซึ่งถือว่าสะอาด มีประสิทธิภาพ และไม่ปล่อยก๊าซ

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ พลังงานนิวเคลียร์.

ปัจจัยสำคัญในการกำหนดกระบวนการแยกตัวของนิวเคลียร์คือการวิเคราะห์ความเสถียรของแกนกลาง ในการดำเนินการนี้จำเป็นต้องคำนวณอัตราส่วนระหว่างจำนวนโปรตอนกับจำนวนนิวตรอน

การขาดนิวตรอนอาจทำให้ระยะห่างระหว่างโปรตอนสั้นเกินไป แรงผลักนั้นหลีกเลี่ยงไม่ได้ ทำให้นิวเคลียสแตกตัว อย่างไรก็ตาม แรงนิวเคลียร์มีระยะสั้น และนิวตรอนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดพื้นผิวการผลักแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ยั่งยืน ซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกตัวของนิวเคลียร์ได้เช่นกัน

นิวเคลียร์ฟิชชันและนิวเคลียร์ฟิวชัน

บ่อยครั้ง กระบวนการนิวเคลียร์ฟิชชันและฟิวชันถูกดำเนินการร่วมกัน ซึ่งอาจทำให้เกิดความสับสนในวัตถุประสงค์ที่แท้จริงได้

ในขณะที่นิวเคลียร์ฟิชชันประกอบด้วย แยกอะตอม ออกเป็นสองส่วนหรือมากกว่า โดยวิธีการทิ้งระเบิดนิวตรอน ปล่อย .จำนวนมาก พลังงานนิวเคลียร์ฟิวชั่นยังสามารถปล่อยพลังงานจำนวนมาก แต่ผ่านกระบวนการของ การรวมหรือการชนกันของสองอะตอม a. สหภาพนี้ทำขึ้นโดยเจตนา

ตัวอย่างนิวเคลียร์ฟิชชัน

ตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันคือปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับยูเรเนียม เมื่อนิวตรอนที่มีพลังงานเพียงพอไปชนกับนิวเคลียสของยูเรเนียม มันจะปล่อยนิวตรอนออกมาซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกตัวของนิวเคลียสอื่น ดังแสดงในภาพด้านล่าง:

ปฏิกิริยานี้เป็นที่รู้จักกันว่าปล่อยพลังงานจำนวนมาก

อย่างไรก็ตาม นิวเคลียร์ฟิชชันยังใช้ในกระบวนการอื่นๆ เช่น such กัมมันตภาพรังสีซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการฟิชชันและนำไปใช้ในยารักษาเนื้องอกและโรคอื่นๆ เป็นต้น

ดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กัมมันตภาพรังสี.

อย่างไรก็ตาม การใช้งานมากที่สุดคือการผลิตระเบิดปรมาณูซึ่งมีต้นกำเนิดจากกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันและฟิชชัน พวกเขามีพลังทำลายล้างสูง