Fisyon nan nwayo iranyòm. Reyaksyon chèn. Deskripsyon nan pwosesis la

Divize nwayo a - yon lou divize atòm nan de fragman nan pwa apeprè egal, ki te swiv pa liberasyon nan yon gwo kantite lajan pou enèji.

Dekouvèt la nan fisyon nikleyè kòmanse nan yon nouvo epòk - "atomik laj". Potansyèl la nan sèvi posib li yo ak balans ki nan risk yo benefisye de sèvi ak li yo, se pa sèlman te bay monte nan yon anpil nan reyalizasyon sosyolojik, politik, ekonomik ak syantifik, men tou, yon pwoblèm grav. Menm soti nan yon pwen piman syantifik de vi, pwosesis la fisyon nikleyè kreye yon gwo kantite pezeul ak konplikasyon, ak yon nèt sou tout pwen eksplikasyon teyorik pou li se yon bagay nan tan kap vini an.

Pataje - benefisye

obligatwa enèji (pou chak nukleon) diferan nan nwayo diferan. Pi lou gen yon pi ba enèji obligatwa pase sa sitiye nan mitan an nan tablo peryodik.

Sa vle di ke nwayo lou nan ki atomik nimewo a pi gran pase 100, avantajeuz divize an de ki pi piti fragman, kidonk divilge enèji ki se konvèti nan enèji sinetik nan fragman yo. Pwosesis sa a rele divize nwayo atomik.

An akò ak koub la estabilite, ki montre depandans nan ki kantite pwoton soti nan nuklid ki estab pou netwon pi lou nwayo prefere yon nimewo pi gwo pati nan netwon (konpare ak ki kantite pwoton) pase pi lejè. Sa a sijere ke nan adisyon nan pwosesis la divize pral emèt kèk "rezèv" netwon. Anplis de sa, yo pral tou pran sou kèk nan enèji a lage. fisyon Etid sou atòm iranyòm te montre ke sa a jenere yon netwon 3-4: U → ^{238 145 90} La + Br + 3n.

Nimewo a atomik (ak mas atomik la) nan fragman la se pa egal a mwatye mas atomik la nan paran an. Diferans ki genyen ant mas yo nan atòm ki te fòme kòm yon rezilta nan klivaj se nòmalman sou 50. Sepandan, rezon ki fè la pou sa a se pa ankò totalman klè.

enèji yo obligatwa nan ²³⁸ U, ¹⁴⁵ La Br ak ⁹⁰ yo 1803, 1198 ak 763 Mev respektivman. Sa vle di ke enèji ki lage fisyon iranyòm egal 1198 + 158 = 763-1803 Mev ki soti nan reyaksyon an.

espontane fisyon

pwosesis divize espontane yo li te ye nan lanati, men yo ra anpil. lavi an mwayèn nan pwosesis sa a se apeprè 10 ^17, ak, pou egzanp, pou tout lavi an mwayèn nan alfa pouri anba tè-a radionucléides a se apeprè 10 ^11.

Rezon ki fè la pou sa a se ke yo nan lòd yo separe an de pati, nwayo a dwe premye sibi deformation (detire) nan yon fòm elipsoidal, ak Lè sa, anvan yo klivaj final nan de fragman fòme yon "kou" nan mitan yo.

potansyèl baryè

Nan eta a defòme nan nwayo a nan de fòs. Youn nan yo - enèji a ogmante sifas (sifas tansyon nan ti gout likid eksplike fòm esferik li yo), ak lòt la - repulsyon a koulonbyèn ant fragman yo fisyon. Ansanm yo pwodwi baryè a potansyèl yo.

Kòm nan ka a nan alfa pouri anba tè rive espontane fisyon nan iranyòm atomik nwayo, fragman yo dwe simonte baryè sa a pa vle di nan pwopòsyon tunèl. baryè a se sou 6 Mev, tankou nan ka a nan alfa-pouri anba tè, men pwobabilite ki genyen pou tunèl nan α-patikil se konsiderabman pi gran pase anpil pi lou atòm nan pwodwi divize.

fòse degradasyon

Pi plis chans se pwovoke fisyon nan nwayo iranyòm. Nan ka sa a, se nwayo a paran iradyasyon ak netwon. Si yon paran li absòbe, lè sa a yo ap mare yo lage enèji nan obligatwa nan fòm lan nan enèji Vibration ki ka depase 6 Mev bezwen simonte baryè a potansyèl yo.

Ki kote lòt enèji netwon se pa ase yo simonte baryè a potansyèl, ensidan netwon a dwe gen yon minimòm enèji sinetik nan lòd pou kapab pwovoke divize an nan nwayo yon atòm an. Nan ka a nan ²³⁸ U plis netwon enèji obligatwa ki manke sou 1 Mev. Sa vle di ke fisyon nan nwayo iranyòm pwovoke netwon sèlman ak yon enèji sinetik pi konsekan pase 1 Mev. Nan lòt men an, ²³⁵ U izotòp la gen yon enpèr netwon. Lè yon nwayo absòbe adisyonèl, li fòme avèk li yon koup ak yon lòt enèji obligatwa se yon rezilta nan sa a appariement. Sa a se ase yo lage kantite lajan an nan enèji ki nesesè simonte baryè a potansyèl de nwayo a ak divizyon an nan izotòp ki te fèt nan yon kolizyon ak nenpòt netwon.

Beta pouri anba tè

Malgre lefèt ke yo reyaksyon an fisyon emèt pa twa oswa kat netwon, fragman toujou gen plis netwon pase Isobars ki estab yo. Sa vle di ke fragman yo klivaj yo jeneralman enstab ki gen rapò ak pouri anba tè beta.

Pou egzanp, lè gen yon divizyon nan nwayo a nan iranyòm ²³⁸ U, Isobars ki estab ak A = 145 ¹⁴⁵ se Neyodim Jwenn, ki vle di ke Lantàn nan fragman La ¹⁴⁵ fractionne an twa etap, chak fwa pa gaye elèktron ak yon Neutrino jiskaske yon nukleid ki estab se te fòme. Isobars ki estab ak A = 90 ⁹⁰ se ZIRCONIUM zr, se konsa klivaj fragman bromo Br ⁹⁰ fractionne nan senk etap chèn β-pouri anba tè.

Sa yo β-pouri anba tè chèn emèt enèji siplemantè ki se te pote ale prèske nan tout elèktron a ak yon Neutrino.

reyaksyon nikleyè: fisyon nan iranyòm

Dirèk nukleid soti nan radyasyon netwon ak twò gwo kantite yo asire estabilite nan nwayo a se fasil. Isit la pwen an se ke pa gen okenn repulsyon koulonbyèn, e konsa enèji nan sifas gen tandans kenbe netwon a akòz paran an. Men, li pafwa k ap pase. Pou egzanp, fisyon fragman Br ⁹⁰ nan premye beta-pouri anba tè a pwodui yon Kripton-90, ki ka yo pral lokalize nan yon eta eksite ak enèji ase simonte enèji an sifas yo. Nan ka sa a radyasyon an netwon ka rive dirèkteman nan fòme yon Kripton-89. Isobars sa a se toujou enstab ki gen rapò ak beta-pouri anba tè pa gen ankò ale nan ki estab itriyom a-89, se konsa ke Kripton a-89 se divize an twa etap.

Iranyòm fisyon: reyaksyon chèn

Netwon ki emèt nan reyaksyon an klivaj ka absòbe lòt paran-nwayo a, ki Lè sa a, subi pwòp tèt ou-pwovoke fisyon. Nan ka a nan iranyòm-238 twa netwon, ki leve soti ak enèji mwens pase 1 Mev (enèji a lage nan fisyon nan nwayo iranyòm - 158 Mev - sitou konvèti nan sinetik fragman enèji klivaj), se konsa yo pa ka lakòz yon divizyon plis nan sa a nukleid. Sepandan, si ka yon konsantrasyon siyifikatif nan izotòp a ra U ²³⁵ sa yo netwon gratis dwe kaptire pa nwayo a nan ²³⁵ U, li ka aktyèlman lakòz klivaj, depi nan ka sa a pa gen okenn papòt enèji anba a ki divizyon nan se pa sa pwovoke.

Sa a se reyaksyon an chenn prensip.

Kalite Reyaksyon nikleyè

Se pou k - kantite netwon pwodwi nan yon echantiyon nan materyèl la fisibl nan etap n nan chèn lan, divize pa kantite a nan netwon pwodwi nan etap n - 1. Nimewo sa a pral depann de ki kantite netwon pwodwi nan etap n - 1, yo absòbe nwayo a, ki ka sibi induit fisyon.

• Si k <1 sou li a, reyaksyon an chenn se tou senpleman soti nan vapè ak pwosesis la ap sispann trè vit. Sa a se sa k ap pase nan natirèl minrè a iranyòm, nan ki konsantrasyon ^{nan 235} U se konsa ti ke pwobabilite ki genyen pou absòpsyon nan yon netwon izotòp sa a se trè neglijab.

• Si k> 1, reyaksyon an chenn yo ap kontinye grandi osi lontan ke tout nan materyèl la fisibl pa pral dwe itilize (bonm atomik la). Sa a se reyalize pa anrichisan natirèl minrè jwenn yon konsantrasyon ase segondè nan iranyòm-235. Pou echantiyon valè esferik ogmante k ak pwobabilite ki genyen pou absòpsyon netwon, ki se depann sou reyon an nan esfè a. Se poutèt sa U pwa dwe depase yon sèten mas kritik nan fisyon nan iranyòm (reyaksyon chèn) te kapab rive.

• Si k = 1, lè sa a gen yon reyaksyon kontwole. Li se itilize nan réacteurs nikleyè. se pwosesis la kontwole distribisyon devan branch iranyòm nan Kadmyòm oswa bor, ki absòbe pi fò nan netwon yo (eleman sa yo yo kapab nan kaptire netwon). Divize am iranyòm li se otomatikman kontwole pa deplase baton an pou ke valè a k rete egal a yon sèl.