యురేనియం కేంద్రకం విచ్ఛిత్తి. చైన్ రియాక్షన్. ప్రక్రియ యొక్క వివరణ

సుమారుగా సమాన బరువు రెండు ముక్కలుగా ఒక భారీ Atom విభజన, శక్తి యొక్క ఒక పెద్ద మొత్తం విముక్తి తరువాత - కోర్ విభజించడం.

ఒక కొత్త శకం యొక్క అణు విచ్చినము ప్రారంభానికి ఆవిష్కరణ - "అణు యుగం". దాని ప్రయోజనం దాని ఉపయోగాలు మరియు ప్రమాద సంతులనం యొక్క సంభావ్య మాత్రమే, సామాజిక, రాజకీయ, ఆర్ధిక మరియు శాస్త్రీయ విజయాలు చాలా పెరుగుదలతో కానీ కూడా తీవ్రమైన సమస్య ఇచ్చింది. ఒక అభిప్రాయాన్ని స్వచ్ఛమైన శాస్త్రీయ పాయింట్ నుండి, అణు విచ్చినము ప్రక్రియలో పజిల్స్ మరియు సమస్యలు పెద్ద సంఖ్యలో రూపొందించినవారు, మరియు దాని కోసం ఒక పూర్తి సైద్ధాంతిక వివరణ భవిష్యత్ విషయం.

భాగస్వామ్యం - ఉపయోగకరంగా

శక్తి బైండింగ్ (nucleon శాతం) వివిధ కేంద్రకం తేడా. భారీ ఆవర్తన పట్టిక మధ్యలో ఉన్న కంటే తక్కువ బైండింగ్ శక్తి కలిగి.

ఈ భారీ కేంద్రకం దీనిలో అణు అర్థం సంఖ్య కంటే ఎక్కువ 100, అనుకూలంగా రెండు చిన్న ముక్కలుగా, తద్వారా శకలాలు గతి శక్తిగా మార్చబడుతుంది ఆ శక్తి విడుదల విభజించబడింది. ఈ ప్రక్రియ విభజన అంటారు పరమాణు కేంద్రకం.

న్యూట్రాన్ కొరకు భారీ కేంద్రకం న్యూట్రాన్లతో పెద్ద సంఖ్యలో ఇష్టపడతారు స్థిరంగా న్యూక్లిడెస్ నుండి ప్రోటాన్లు సంఖ్య ఆధారపడటం చూపే స్థిరత్వం వక్రత, అనుగుణంగా తేలికైన కన్నా (ప్రోటాన్లు సంఖ్యతో పోలిస్తే). ఈ విభజన ప్రక్రియ పాటు కొన్ని "విడి" న్యూట్రాన్లతో విడుదలైన చేయబడుతుంది సూచిస్తుంది. అదనంగా, వారు కూడా విడుదల శక్తి యొక్క కొన్ని పైగా పడుతుంది. U → ^{238 145 90} లా + Br + 3N: యురేనియం పరమాణువుల స్టడీ విచ్చినము ఈ న్యూట్రాన్ 3-4 సృష్టించే చూపించాడు.

భాగం యొక్క పరమాణు సంఖ్య (మరియు అణు మాస్) సగం సమానం కాదు అణు మాస్ మాతృ. చీలిక యొక్క ఫలితంగా ఏర్పడిన పరమాణువుల పరిమాణాల మధ్య భేదం సాధారణంగా గురించి 50. అయితే, ఇంకా అస్పష్టంగానే ఉంది ఈ కారణం.

²³⁸ U, ¹⁴⁵ ల Br మరియు ⁹⁰ యొక్క బైండింగ్ శక్తులు 1803, వరుసగా 1198 మరియు 763 MeV ఉన్నాయి. ఈ శక్తి సమాన 1198 + 158 = 763-1803 MeV ప్రతిచర్య ఫలితంగా యురేనియం విచ్చినము విడుదల అని అర్థం.

యాదృచ్ఛిక విచ్చినము

యాదృచ్ఛిక విభజన ప్రక్రియలు ప్రకృతిలో పిలుస్తారు, కానీ వారు చాలా అరుదు. ఈ ప్రక్రియ యొక్క సగటు జీవితకాలం 10 ^17, మరియు, ఉదాహరణకు, రేడియోన్యూక్లైడ్ యొక్క ఆల్ఫా-క్షయ సగటు జీవితకాలం 10 ^11.

ఈ కారణం రెండు భాగాలుగా వేరు చేయడానికి, కోర్ మొదటి ఒక ellipsoidal రూపంలో రూపంను (కధనాన్ని) చేయించుకోవాలి, ఆపై, రెండు శకలాలు లోకి చివరి క్లీవేజ్ ముందు ఏర్పాటు మధ్యలో ఒక "మెడ" ఉంది.

సంభావ్య అడ్డంకి

రెండు దళాలు కోర్ వైకల్యంతో రాష్ట్రంలో. వారిలో ఒకరు - పెరిగిన ఉపరితల శక్తి (ద్రవ బిందువుల తలతన్యత దాని గోళాకార ఆకారం వివరిస్తుంది) మరియు ఇతర - విచ్చినము శకలాలు మధ్య కులూబ్మ్స్ వికర్షణ. వారిద్దరికీ సంభావ్య అడ్డంకి ఉత్పత్తి.

యురేనియం అణు కేంద్రం సహజసిద్ధ విచ్చినము ఏర్పడవచ్చు ఆల్ఫా విచ్ఛిన్నం విషయంలో మాదిరిగా, శకలాలు క్వాంటం టన్నెలింగ్ ద్వారా ఈ అడ్డంకిని అధిగమించడానికి తప్పక. అవరోధం, సుమారు 6 MeV ఉంది ఆల్ఫా-క్షయ సందర్భంలో వలె, కానీ α కణాల యొక్క టన్నెలింగ్ సంభావ్యత బరువుగా ఉత్పత్తి విభజన పరమాణువు కంటే బాగా ఎక్కువగా ఉంటుంది.

బలవంతంగా అధోకరణం

ఎక్కువగా యురేనియం కేంద్రకం విచ్చినము ఏర్పడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, మాతృ కేంద్రకం న్యూట్రాన్లతో ఉద్యోతనం ఉంది. ఒక పేరెంట్ అది శోషించిన ఉంటే, అప్పుడు వారు సంభావ్య అవరోధం అధిగమించడానికి అవసరమైన 6 MeV దాటవచ్చు ప్రకంపంనల శక్తి రూపంలో బైండింగ్ శక్తి విడుదల బంధం ఏర్పరుస్తాయి.

అదనపు న్యూట్రాన్ శక్తి సామర్థ్యాన్ని అవరోధం అధిగమించడానికి సరిపోదు ఎక్కడ, సంఘటన న్యూట్రాన్ అణువు యొక్క విభజన ప్రేరేపించడానికి చెయ్యలేరు కనిష్ట గతి శక్తి కలిగి ఉండాలి. ²³⁸ U అదనపు న్యూట్రాన్ కట్టు శక్తి విషయంలో గురించి 1 MeV లేదు. ఈ యురేనియం కేంద్రకం విచ్చినము 1 MeV కంటే ఎక్కువ ఒక గతిశక్తి మాత్రమే న్యూట్రాన్లతో ప్రేరిత అర్థం. మరోవైపు, ²³⁵ U ఐసోటోప్ ఒకటి సమతులనం న్యూట్రాన్. ఒక కేంద్రకం అదనపు గ్రహిస్తుంది చేసినప్పుడు, అది ఒక జంట తో ఏర్పరుస్తుంది మరియు ఒక అదనపు బైండింగ్ శక్తి ఈ జత యొక్క ఫలితం. ఈ కేంద్రకం యొక్క సంభావ్య అవరోధం మరియు ఏ న్యూట్రాన్ తో ఢీకొన్న సంభవించింది ఐసోటోపులు డివిజన్ అధిగమించడానికి అవసరమైన శక్తిని మొత్తాన్ని విడుదల సరిపోతుంది.

బీటా క్షయం

విచ్చినము చర్య మూడు లేదా నాలుగు న్యూట్రాన్లతో ద్వారా విడుదలవుతుండగా వాస్తవం ఉన్నప్పటికీ, శకలాలు ఇప్పటికీ వారి స్థిరంగా సమభార రేఖ కంటే ఎక్కువ న్యూట్రాన్లతో కలిగి. ఈ క్లీవేజ్ శకలాలు బీటా క్షయం సంబంధించి సాధారణంగా అస్థిరంగా ఉంటాయి అర్థం.

ఉదాహరణకు, అక్కడ యురేనియం ²³⁸ U కేంద్రకం యొక్క ఒక విభాగం ఉంది, A = 145 స్థిరంగా సమభార రేఖ ¹⁴⁵ పెంకు lanthanum లా మూడు దశల్లో, ఒక స్థిరమైన nuclide వరకు ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఒక న్యూట్రినో ప్రసారము ద్వారా ప్రతి సమయం ¹⁴⁵ విడిపోయి ఏర్పడుతుంది అంటే నియోడైమియమ్ Nd, ఉంది. A = 90 ⁹⁰ తో స్టేబుల్ సమభార రేఖ జిర్కోనియం Zr, కాబట్టి క్లీవేజ్ భాగం బ్రోమో పర్వతాలు Br ⁹⁰ ఐదు దశల్లో చైన్ β-శిధిలము విడిపోయి ఉంది.

ఈ గొలుసు β-క్షయం దూరంగా దాదాపు ఎలక్ట్రాన్ మరియు ఒక న్యూట్రినో అన్ని నిర్వహిస్తుంది ఇది అదనపు శక్తి విడుదల చేస్తాయి.

అణు ప్రతిచర్యల: యురేనియం విచ్చినము

న్యూట్రాన్ రేడియేషన్ నుండి ప్రత్యక్ష nuclide వాటిలో చాలా పెద్ద సంఖ్యలో కేంద్రకం యొక్క స్థిరత్వం అవకాశం ఉంది నిర్ధారించడానికి. ఇక్కడ పాయింట్ ఏ కులూబ్మ్స్ వికర్షణ ఉంది, అందువలన ఉపరితల శక్తి మాతృ కారణంగా న్యూట్రాన్ పొందగలిగేలా ఉంటుంది అని. అయినప్పటికీ, కొన్నిసార్లు జరుగుతుంది. ఉదాహరణకు, మొదటి బీటా-క్షయం విచ్చినము భాగం Br ⁹⁰ ఉపరితల శక్తి అధిగమించడానికి కావలిసినంత శక్తిని ఒక ప్రేరిత స్థితిలో ఉన్న ఉండవచ్చు ఇది ఒక క్రిప్టాన్ -90, ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ సందర్భంలో న్యూట్రాన్ రేడియేషన్ ఒక క్రిప్టాన్-89 ఏర్పాటు నేరుగా సంభవించవచ్చు. క్రిప్టాన్-89 మూడు దశలుగా విభజించబడింది కాబట్టి ఈ సమభార రేఖ, బీటా-క్షయం సంబంధించి ఇంకా స్థిరంగా ఇట్రియం 89 వెళ్ళాలని తో ఇప్పటికీ అనిశ్చితంగా ఉంటుంది.

యురేనియం విచ్చినము: చైన్ రియాక్షన్

క్లీవేజ్ స్పందన ప్రవేసించే న్యూట్రాన్లతో అప్పుడు స్వీయ ప్రేరిత విచ్చినము లోనవుతుంది ఇతర మాతృసంస్థ కేంద్రకము, శోషించబడతాయి చేయవచ్చు. 1 MeV (- 158 MeV - యురేనియం కోర్ యొక్క విచ్చినము లో విడుదల శక్తి, గతి శక్తి క్లీవేజ్ శకలాలు లోకి ఎక్కువగా మార్చబడుతుంది) కంటే తక్కువ శక్తులు తో బయటపడే యురేనియం -238 మూడు న్యూట్రాన్లు, విషయంలో, కాబట్టి వారు ఈ nuclide మరింత డివిజన్ కారణం కాదు. అయితే, అరుదైన ఐసోటోప్ U ²³⁵ ఈ ఉచిత న్యూట్రాన్లతో ఒక ముఖ్యమైన ఏకాగ్రత ²³⁵ U యొక్క కేంద్రకం ద్వారా సంగ్రహించి, నిజానికి చీలిక ఈ సందర్భంలో డివిజన్ ప్రేరిత కాదు ఇది క్రింద ఏ శక్తి ప్రవేశ ఉంది నుండి కారణమవుతుంది.

ఈ సూత్రం చైన్ రియాక్షన్ ఉంది.

అణు ప్రతిచర్యల రకాలు

k లెట్ - 1. ఈ సంఖ్య దశలో n ఉత్పత్తి న్యూట్రాన్లతో సంఖ్య ఆధారపడి ఉంటుంది - - గొలుసు దశలో n లో విచ్ఛిత్తి పదార్థాల యొక్క నమూనాలో ఉత్పత్తి న్యూట్రాన్లు, వేదిక ఉత్పత్తి న్యూట్రాన్లతో n యొక్క సంఖ్య ద్వారా విభజించబడింది సంఖ్య 1, కోర్, శోషించబడతాయి ఇది ప్రేరిత విచ్చినము చేయించుకోవాలని చేయవచ్చు.

• k <1 న ఉంటే, చైన్ రియాక్షన్ కేవలం ఆవిరి బయటకు మరియు ప్రక్రియ చాలా త్వరగా ఆగిపోతుంది. ఈ సహజ ఏమి ఉంది యురేనియం ఖనిజం, ²³⁵ U ^గాఢత న్యూట్రాన్ ఐసోటోప్ శోషణ సంభావ్యత చాలా తక్కువ ఉంటుంది కాబట్టి తక్కువ దీనిలో.

• k> 1 ఉంటే, చైన్ రియాక్షన్ విచ్ఛిత్తి పదార్థాల అన్ని ఉన్నంత పెరగడం కొనసాగుతుంది ఉపయోగించబడవు (అణు బాంబు). ఈ యురేనియం -235 ఒక తగినంత అధిక ఏకాగ్రత పొందటానికి సహజ ఖనిజ చేర్చడం ద్వారా సాధించవచ్చు. గోళం యొక్క వ్యాసార్థం ఆధారపడి ఉంటుంది న్యూట్రాన్ శోషణ సంభావ్యత, తో గోళాకార నమూనా విలువ k పెరుగుతుంది. అందువలన u బరువు యురేనియం (చైన్ రియాక్షన్) యొక్క విచ్చినము ఒక నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన మాస్ అధిగమించేలా సంభవిస్తుంది.

• k = 1, అప్పుడు ఒక నియంత్రిత స్పందన ఉంటే. ఇది ఉపయోగిస్తారు అణు రియాక్టర్ల. (ఈ అంశాలు న్యూట్రాన్లతో బంధించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి) ప్రక్రియ నియంత్రిత న్యూట్రాన్లతో అత్యంత గ్రహించడం ఇది కాడ్మియం లేదా బోరాన్ యురేనియం రాడ్లను మధ్య పంపిణీ. అది స్వయంచాలకంగా రాడ్ కదిలే k విలువ సమానంగా ఉంది కనుక ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది యురేనియం కోర్ల విభజించడం.