นิวเคลียร์ฟิชชันคืออะไร?

เธ นิวเคลียร์ เป็นกระบวนการแบ่งนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมีหนักออกเป็นสององค์ประกอบที่เบากว่าซึ่งมีมวลโดยประมาณ กระบวนการนี้มีความเป็นไปได้ต่ำที่จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่องค์ประกอบสามารถถูกบังคับให้แบ่งโดยรับพลังงานหรือถูกทิ้งระเบิดโดย นิวตรอน.

องค์ประกอบที่ใช้มากที่สุดในฟิชชันคือ ยูเรเนียม (ยู). 6 กรัมขององค์ประกอบนี้สามารถให้ผลผลิต 5.2 x 10²² MeV พลังงานเพียงพอที่จะรักษาที่อยู่อาศัยขนาดเล็กได้เต็มวัน

• ประวัติโดยย่อ

ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เจมส์ แชดวิก ค้นพบนิวตรอนซึ่งไม่กี่ปีต่อมาได้รับการศึกษาอย่างลึกซึ้งโดย เอนริโก แฟร์มี. การวิจัยของ Fermi พบว่าเพราะเขาไม่มี ค่าไฟฟ้านิวตรอนสามารถใช้เป็นโพรเจกไทล์ในการทดลองนิวเคลียร์ได้ เนื่องจากไม่มีปฏิกิริยาทางไฟฟ้า

ฟิสิกส์ Lise Meitner และผู้ทำงานร่วมกันบางคนได้พัฒนาผลงานที่สำคัญมากในปลายทศวรรษที่ 1930 เกี่ยวกับ ฟิสิกส์นิวเคลียร์นำคำว่า fission มาใช้ในกระบวนการแบ่งธาตุเคมี

• การเสริมสมรรถนะยูเรเนียม

ธาตุที่ใช้มากที่สุดในการแยกตัวของนิวเคลียร์คือ ยูเรเนียม-235 (²³⁵U) เนื่องจากการแตกตัวของมันเกิดจากการทิ้งระเบิดของวัสดุนี้ด้วยนิวตรอนที่มีพลังงานจลน์ต่ำ นั่นคือ นิวตรอนความร้อน ยูเรเนียมธรรมชาติมีน้อยกว่า 1% ของ

²³⁵คุณและส่วนใหญ่ของ ²³⁸U องค์ประกอบที่ไม่สามารถเกิดฟิชชันโดยนิวตรอนความร้อน มันเป็นไปได้ เพิ่มเทียม ²³⁵ยูเพื่อให้สารประกอบไวต่อการแตกตัวมากขึ้น กระบวนการนี้เรียกว่าการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม

• ความเป็นไปได้ของการใช้ฟิชชัน

นิวเคลียร์ฟิชชันถูกใช้สำหรับการผลิตพลังงานแล้ว แม้ว่าจะไม่ใช่รูปแบบการผลิตที่สะอาดก็ตาม เนื่องจากหลังจากการแตกตัว ธาตุกัมมันตภาพรังสีจะถูกสร้างขึ้น ตัวอย่างขององค์ประกอบอันตรายที่เกิดขึ้นหลังจากการแตกตัวคือ แบเรียม.

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Angra dos Reis ในรีโอเดจาเนโร

ระเบิดนิวเคลียร์ พวกมันทำงานผ่านกระบวนการฟิชชัน ตัวอย่างที่ดีคือหัวรบนิวเคลียร์ที่ทิ้งในเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิของญี่ปุ่นเมื่อสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สอง

เมืองฮิโรชิมาหนึ่งเดือนหลังจากการระเบิดหัวรบนิวเคลียร์ในปี 1945

• ตัวอย่างฟิชชัน

ตัวอย่างคลาสสิกของการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันคือของ ²³⁵ยู. สมการต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าหลังจากการดูดซับนิวตรอน นิวเคลียสของยูเรเนียมจะถูกแบ่งออกเป็นนิวเคลียสซีนอน (¹⁴⁰Xe) และสตรอนเทียมอีกอัน (⁹⁴นาย). เนื่องจากชิ้นส่วนเหล่านี้ไม่เสถียร พวกมันจึงปล่อยอิเล็กตรอนและนิวตริโน (กระบวนการที่เรียกว่าการสลายตัวของเบตา) จนกว่าจะเสถียร

²³⁵U + n → ²³⁶ยู → ¹⁴⁰เเซ่ + ⁹⁴ซีเนียร์ + 2น

ในแต่ละกระบวนการฟิชชัน จะมีการปล่อยนิวตรอนอย่างน้อยสองนิวตรอน ฟิชชันนิวเคลียร์เกิดขึ้นผ่าน ปฏิกิริยาลูกโซ่ ซึ่งนิวตรอนใหม่แต่ละตัวสร้างชนกับนิวเคลียสของยูเรเนียม ทำให้เกิดใหม่ ฟิชชัน

โดย โยอาบ สิลาส
จบฟิสิกส์

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-fissao-nuclear.htm