Fission na núicléis úráiniam. imoibriú slabhrúil. Tuairisc ar an bpróiseas

Má roinntear an croí - a scoilteadh adamh trom ina dhá blúirí de réir meáchain timpeall cothrom, ina dhiaidh sin saoirse cuid mhór de fuinnimh.

An teacht ar thús eamhnú núicléach le ré nua - "aois adamhach". An cumas a úsáidí is féidir agus an chuid eile den riosca a leas a bhaint as é a úsáid, ní hamháin ba chúis le go leor de na héachtaí socheolaíochta, polaitiúla, eacnamaíocha agus eolaíochta, ach freisin fadhb thromchúiseach. Fiú amháin ó thaobh amháin na heolaíochta de, a cruthaíodh leis an bpróiseas scoilteadh núicléach le líon mór de na míreanna mearaí agus deacrachtaí, agus tá míniú teoiriciúil go hiomlán as é rud ar an todhchaí.

Roinnt - tairbheach

fuinneamh ceangailteach (in aghaidh an nucleon) difriúil i núicléis éagsúla. Níos troime Tá fuinneamh ceangailteach níos ísle ná lonnaithe i lár an tábla peiriadach.

Ciallaíonn sé seo go bhfuil núicléis trom ina bhfuil an adamhach uimhir níos mó ná 100, advantageously roinnte ina dhá blúirí beaga, rud a scaoileadh fuinnimh go bhfuil thiontú i fuinneamh cinéiteach na blúirí. Tá an próiseas seo ar a dtugtar scoilteadh núicléas adamhach.

De réir an cuar cobhsaíocht, a léiríonn an spleáchas ar an líon prótón ó nuclides seasmhach le haghaidh neodrón fearr chroí an níos troime líon níos mó na neodrón (i gcomparáid leis an líon prótón) ná níos éadroime. Seo le fios go mbeidh sa bhreis ar an bpróiseas scoilteadh a astú roinnt "spártha" neodrón. Lena chois sin, beidh siad ag ghlacadh ar láimh chomh maith ar roinnt de na fuinneamh a scaoiltear. Léirigh eamhnú Staidéar na n-adamh úráiniam go gcruthaíonn sé seo le neodrón 3-4: U → ^{238 145 90} La + Br + 3n.

Níl an uimhir adamhach (agus mais adamhach) den blúire cothrom le leath an mais adamhach an tuismitheora. Is é an difríocht idir an mais na n-adamh déanta mar thoradh ar cleavage de ghnáth thart ar 50. Mar sin féin, nach bhfuil an chúis atá leis seo go fóill go hiomlán soiléir.

Is iad na bhfuinneamh de ²³⁸ U, ¹⁴⁵ La Br agus ⁹⁰ ina gceangal 1803, 1198 agus 763 MeV faoi seach. Ciallaíonn sé seo go bhfuil fuinneamh a scaoiltear eamhnú úráiniam cothrom le 1,198 + 158 = 763-1803 MeV mar thoradh ar an imoibriú.

eamhnú spontáineach

Próisis scoilteadh spontáineacha is eol i nádúr, ach tá siad an-annamh. Is é an meán saolré phróiseas seo thart ar 10 ^17, agus, mar shampla, is é an saolré an meán alfa-mheath an radanúiclíd thart ar 10 ^11.

Is é an chúis atá leis seo go bhfuil chun í a dheighilt ina dhá chuid, ní mór an croí dul faoi ar dtús dífhoirmiúchán (stráice) i bhfoirm ellipsoidal, agus ansin, roimh scoilteachta deiridh ina dhá blúirí fhoirmiú "muineál" i lár.

bacainn féideartha

Sa staid deformed ag croílár dá fhórsa. Ceann acu - an fuinneamh méadaithe dromchla (teannas dromchla an braoiníní leachtacha Míníonn a cruth spherical), agus an ceann eile - an éaradh Coulomb idir na blúirí eamhnú. Le chéile a sholáthraíonn siad an bac féideartha.

Mar a tharla i gcás alfa-mheath go dtarlóidh eamhnú spontáineach núicléis úráiniam adamhach, ní mór don blúirí a shárú an bhacainn trí bhíthin candam tollánú. Is é an bac thart ar 6 MeV, mar atá i gcás alfa-mheath, ach tá an dóchúlacht tollánaithe de α-cháithníní i bhfad níos mó ná an bhfad níos troime adamh scoilteadh táirge.

díghrádú éigean

I bhfad níos mó seans ann go bhfuil spreagtha eamhnú de núicléis úráiniam. Sa chás seo, tá an núicléas tuismitheoir ionradaithe le neodrón. Más rud é tuismitheoir súnn sé, ansin de cheangal orthu a scaoileadh an fuinneamh ceangailteach i bhfoirm fuinnimh vibrational féidir a bheith níos mó ná 6 MeV gá a shárú an bac féideartha.

Sa chás nach bhfuil fuinneamh neodrón sa bhreis go leor a shárú an bac féideartha, ní mór don neodrón eachtra go mbeadh fuinneamh cinéiteach íosta d'fhonn a bheith in ann a d'fhéadfadh an scoilteadh an adaimh. I gcás ²³⁸ U fuinnimh neodrón sa bhreis ceangailteach ar iarraidh thart ar 1 MeV. Ciallaíonn sé seo go bhfuil an eamhnú na núicléis úráiniam spreagtha neodrón ach amháin le fuinneamh cinéiteach mó ná 1 MeV. Ar an láimh eile, tá an ²³⁵ U iseatóp neodrón unpaired amháin. Nuair súnn núicléas sa bhreis, foirmeacha sé le sé cúpla agus is fuinneamh ceangailteach sa bhreis thoradh ar an pairing. Tá sé seo go leor a scaoileadh ar an méid fuinnimh ag teastáil a shárú an bac féideartha na núicléas agus roinnt na iseatóipí tharla i imbhualadh le haon neodrón.

béite-mheath

In ainneoin an bhfíric go bhfuil an t-imoibriú eamhnú astaítear ag triúr nó ceathrar neodrón, go bhfuil blúirí fós neodrón níos mó ná a n-iseabair cobhsaí. Ciallaíonn sé seo go bhfuil na blúirí scoilteachta éagobhsaí coitianta leis maidir le meath beta.

Mar shampla, nuair nach bhfuil rannán de núicléas úráiniam ²³⁸ U, iseabair cobhsaí le A = 145 ¹⁴⁵ Is Neoidimiam ND, rud a chiallaíonn go bhfuil an lantanam blúire La ¹⁴⁵ splits i dtrí chéim, gach uair trí radiating Leictreon agus neoidríonó go dtí nuclide cobhsaí atá déanta. iseabair cobhsaí le A = 90 ⁹⁰ Tá Zr siorcóiniam, mar sin scoilteachta blúire brómai Br ⁹⁰ splits i gcúig slabhra β-mheath.

Tá na β-mheath slabhra scaoileann fuinneamh breise a thugtar ar shiúl beagnach gach ceann de na leictreoin agus neoidríonó.

imoibrithe núicléacha: eamhnú úráiniam

nuclide Díreach ó radaíocht neodrón le líon rómhór díobh chun a chinntiú go bhfuil cobhsaíocht an núicléis dócha. Seo é an pointe nach bhfuil aon repulsion Coulomb, agus mar sin bíonn an fuinneamh dromchla a choinneáil ar an neodrón mar gheall ar an tuismitheoir. Mar sin féin, a tharlaíonn sé uaireanta. Mar shampla, eamhnú blúire Br ⁹⁰ sa chéad béite-mheath táirgeann crioptón-90, d'fhéadfadh a bheith lonnaithe i staid fhlosctha le fuinneamh go leor chun teacht timpeall ar an fuinneamh dromchla. Sa chás seo, féadfaidh an radaíocht neodrón a tharlaíonn go díreach chun foirm a krypton-89. Tá sé seo iseabair fós éagobhsaí maidir le béite-mheath nach bhfuil dul go fóill ar an itriam-89 cobhsaí, ionas go mbeidh an krypton-89 roinnte i dtrí chéim.

Úráiniam eamhnú: Imoibriú Slabhra

Is féidir le neodróin astaítear san imoibriú cleavage a shú ag an duine eile idir tuismitheoirí agus núicléas, a chuirtear faoi ansin féin-spreagtha eamhnú. I gcás úráiniam-238 trí neodrón, a thagann chun cinn amach le fuinneamh níos lú ná 1 MeV (an fuinneamh a scaoiltear san eamhnú an croí úráiniam - 158 MeV - den chuid is mó a chomhshó ina blúirí cleavage fuinneamh cinéiteach), agus mar sin ní féidir leo a chur faoi deara rannán eile den nuclide. Mar sin féin, más féidir díriú go suntasach ar an iseatóp annamh U ²³⁵ na neodrón in aisce a gabhadh ag na núicléis de ²³⁵ U, is féidir é a chur faoi deara go hiarbhír cleavage, ós rud é níl aon tairseach fuinnimh iontu, nach bhfuil an roinn a tharlódh ansin sa chás seo.

Is é seo an imoibriú slabhrúil bprionsabal.

Cineálacha Imoibrithe Núicléacha

Lig k - líon na neodrón a tháirgtear i sampla den ábhar inscoilte i gcéim n an slabhra, arna roinnt ar líon na neodrón a tháirgtear in stáitse n - 1. Beidh an uimhir ag brath ar líon na neodrón a tháirgtear i chéim n - 1, tá absorbed ag an croí, a Is féidir le dul faoi eamhnú spreagtha.

• Má k <1 maidir le, is é an imoibriú slabhrúil go simplí as gaile agus beidh an próiseas stad go han-tapa. Tá sé seo cad a tharlaíonn sa nádúrtha méine úráiniam, ina bhfuil an tiúchan ^{de 235} U chomh beag go bhfuil an dóchúlacht ionsú ar neodrón iseatóp seo an-neamhbhríoch.

• Má k> 1, beidh an t-imoibriú slabhrúil ar aghaidh ag fás chomh fada agus is léir an t-ábhar inscoilte Ní úsáidfear (an buama adamhach). Baintear é seo amach trí shaibhriú méine nádúrtha a fháil tiúchan ard go leor d'úráiniam-235. Maidir le méaduithe k sféarúil luach sampla le dóchúlacht d'ionsú neodrón, atá ag brath ar an ga an sféir. Mar sin ní mór U meáchan níos mó ná mais chriticiúil áirithe le eamhnú úráiniam (imoibriú slabhrúil) a d'fhéadfadh tarlú.

• Más rud é, ansin tá k = 1 ann imoibriú rialaithe. Tá sé in úsáid i imoibreoirí núicléacha. Tá an próiseas rialaithe a dháileadh i measc slata úráiniam ar caidmiam nó bórón, a ionsú an chuid is mó de na neodrón (iad na gnéithe ann neodrón a ghabháil). Má roinntear cores úráiniam bhfuil sé faoi rialú go huathoibríoch ag gluaiseacht an slat ionas go mbeidh an luach k is comhionann leis an.