سه شنبه ۰۸ فروردین ۱۳۹۶

تبلیغات

واکنش زنجیره ای شکاف هسته ای + تصاویر

danesheroz1 اسفند ۱۸, ۱۳۹۲ ۰
واکنش زنجیره ای شکاف هسته ای + تصاویر

دانش روز: این مسئله که نوترون باعث می‌شد عدد اتمی عنصر بمباران شده یک عدد بیشتر شود فرمی را به این فکر انداخت که با بمباران عنصری با بالاترین عدد اتمی یک عنصر جدید تولید کند به عنوان مثال شاید با بمباران نوترونی اورانیوم با عدد اتمی ۹۲ عنصر جدیدی تولید شود

 به گزارش دانش روز، وقتی فرمی هسته اتم اورانیوم را با نوترون بمباران کرد متوجه اتفاق عجیب و جالبی شد. در این واکنش نه تنها عنصری با عدد اتمی بالاتر به دست نیامد بلکه محصولات واکنش، عنصری با عدد اتمی کمتر بودند.

 دانشمندان دیگر هم دست به کار شدند و آزمایش‌های زیادی انجام دادند، ولی در همه آن ها وقتی اورانیوم با نوترون بمباران می‌شد هسته سبک باریوم با عدد اتمی ۵۶ تولید می‌شد در حالی که با توجه در واکنش‌های هسته‌ای که دانشمندان در آن زمان می‌شناختند بزرگترین ذره‌ای که آزاد می‌شد ذره آلفا بود. بنابراین باید در کنار هسته باریوم تولید شده، ۱۸ ذره آلفا هم آزاد شده باشد ولی هیچ اثری از آزاد شدن چنین ذرّاتی نبود.

 با بررسی‌های بیشتر مشخص شد وقتی هسته اورانیوم با نوترون بمباران می‌شود دو هسته جدید تولید می‌گردد. هسته باریوم با عدد اتمی ۵۶ و هسته کریپتون با عدد اتمی ۳۶ و این چنین می‌توان گفت هسته اورانیوم توسط نوترون به دو هسته تقسیم شده است که این باعث آزادی انرژی زیادی می‌شد.

 به چنین واکنشی که هسته یک اتم سنگین به دو هسته سبکتر تبدیل می‌شود شکافت هسته‌ای و به هسته‌های ایجاد شده پاره‌های شکافت می‌گویند.

 

در شکافت اورانیوم توسط نوترون علاوه بر آزاد شدن انرژی ۳ ذره نوترون هم آزاد می‌شوند معادله این واکنش به صورت زیر است:

البته پاره‌های شکافت ناپایدارند و با گسیل متوالی ذره بتا به هسته‌های پایدارتر تبدیل می‌شوند.

 در شکل زیر نیم عمر و مراحل واپاشی اورانیوم آمده است.

 در شکافت اورانیوم توسط نوترون، حدود ۹۰  پاره شکافت ایجاد می‌شود.

علت ناپایداری پاره‌های شکافت در واکنش بالا آزاد شدن نوترون‌های اضافی است. با توجه به نیم عمر بالایی که بعضی از پاره‌های شکافت دارند و پرتو زا بدون آن ها، انجام چنین واکنش هایی برای محیط زیست بسیار خطرناک است و حفاظت از باقیمانده چنین شکافت هایی بسیار مهم است.

 همانطور که دیدید وقتی نوترون به اورانیوم برخورد می‌کند ۳ نوترون آزاد می‌شود که این نوترون‌ها می‌توانند ۳ هسته دیگر اورانیوم را به شکافت وادارند و در مرحله بعدی ۹ نوترون آزاد شود که باعث شکافته شدن ۹ هسته می‌شوند. در این مرحله ۲۷ نوترون آزاد می‌شود و به طور تصاعدی تعداد هسته‌هایی که شکافته می‌شوند افزایش یافته و این چنین انرژی زیادی تولید می‌شود و این همان چیزی است که دنبال آن بودیم. در شکل زیر شکافت زنجیره‌ای را می‌بینید.

منبع: تبیان
یکشنبه ۱۸ اسفند ۱۳۹۲ - ۲۳:۴۶
کد خبر : 97550
بازدیدها: 302

پاسخی بگذارید »