تبلیغات
قطره - شکافت چیست؟
قطره
قطره ما گوهر یکدانه شد. . .
  صفحه نخست       |       تماس با مدیر       |       پست الکترونیک       |       RSS       |       ATOM
 


  فرض کنید یک هسته  سنگین بتواند به دو هسته متوسط تبدیل شود: جرم هسته سنگین بیشتر از مجموع جرم های دو هسته حاصل است.




شکافت اورانیوم 236:

 

کلید ایجاد واپاشی اورانیوم 235 سنگین، وجود نوترون است که در سال 1932 توسط چادویک (Chadwick) کشف شد.

 نوترون، از آن جا که دارای بار خنثی است، هنگام نزدیک شدن به هسته، دفع نمی شود و تشکیل یک هسته سنگین تر را می دهد. هنگامی که یک نوترون، در هسته اورانیوم 235 گیر بیفتد، اورانیوم 236 به وجود می آید. هسته اورانیوم 236 ناپایدار بوده، و به سرعت به دو بخش تقسیم شده و شکافت رخ می دهد. 

 

بمب اتمی و انرژی هسته ای

 

آزمایش فرمی در سال 1942 نشان داد در صورتی که واکنش های زنجیره ای تحت شرایط کنترل شده صورت نگیرند، انفجار رخ خواهد داد. اولین بمب اتمی در سال 1945 ساخته شد و اولین رآکتور هسته ای برای تولید انرژی در سال 1954 در اوبنیسک (Obninsk) روسیه، شروع به کار کرد.

 

هنگامی که یک نوترون به هسته اورانیوم 235 برخورد کند، آن را به دو هسته ( محصولات شکافت، که عموماً یکی از آن ها وزن بیشتری دارد. ) و تعداد زیادی نوترون ( نوترون های شکافت ) تبدیل می کند. محصولات شکافت مانند 144Ba  و 89Kr، سرعت بسیار بالایی دارند و انرژی جنبشی خود را در محیط اطراف پخش می کنند. 80 درصد انرژی آزاد شده در فرایند شکافت توسط محصولات شکافت که عموماً عناصر رادیواکتیو بوده و سریع واپاشی می شوند، جذب می شود.

 

نوترون های شکافت نیز با برخورد به هسته اورانیوم بعدی، می توانند موجب رخ دادن شکافت های بعدی، یکی پس از دیگری شوند و به این ترتیب، واکنش های زنجیره ای شکافت شکل می گیرند.

 

برخی از این نوترون ها توسط ایزوتوپ اورانیوم 238، که به آسانی شکافته نمی شود، جذب می شوند و آن را به اورانیوم 239 تبدیل می کنند. اورانیوم 239 پس از دو بار واپاشی بتا تبدیل به 239Pu می شود. 239Pu یک ایزوتوپ رادیواکتیو آلفاست که طول عمر زیادی دارد.

 

 

  

 

شکافت هسته ایزوتوپ های سنگینی مانند اورانیوم 235 و یا 239Pu، انرژی زیادی در رآکتورهای هسته ای به وجود می آورد. از برخورد نوترون با یک هسته سنگین در فرآیند شکافت، در هسته ( محصولات شکافت ) و تعداد زیادی نوترون به وجود می آید. محصولات شکافت و نوترون ها، سرعت بالایی دارند که این انرژی به سرعت موجب تولید گرما می شود. 

 

 

144Ba

 یکی از محتمل ترین محصولات شکافت اورانیوم 235، باریوم 144 است ( 144Ba) از آن جا که باریوم 144 ناپایدار بوده و نسبت به 89rK سبک تر است. از طریق انتشار الکترون و آنتی نوترون ها. به سرعت واپاشی بتا کرده و به 144Nd (نئودیمیوم ) تبدیل می شود.

89Kr

 پسماندها یا محصولات شکافت که جرمی بین 90 تا 140 دارند. عموماً رادیواکتیو هستند. واپاشی محصولات شکافت، زنجیره ای از دیگر ایزوتوپ های رادیواکتیو می سازد. به دلیل فرایند است که حتی پس از متوقف شدن واکنش زنجیره ای در رآکتور، همچنان مقداری گرما در رآکتور تولید می شود.

 

 

تولید پلوتونیوم (Pu)

 

ایزوتوپ های پلوتونیوم مثل 239Pu، در هنگام جذب نوترون توسط اورانیوم 238 در سوخت رآکتورها تولید می شوند. هسته اورانیوم پس از دوبار واپاشی بتا تبدیل به پلوتونیوم می شود. بخشی از 239Pu مستقیماً به وسیله نوترون ها در هسته شکافته می شود و مابقی در سوخت رآکتور به صورت پسماند باقی می ماند و از آن جا که این پسماندها نامطلوب و خطرناک هستند، باید برای مدت زمان طولانی از محیط بیولوژیکی دور بماننند و محافظت شوند از آن جا که پلوتونیوم 239، می تواند به راحتی منفجر شود، باید کنترل و مراقبت دقیقی از آن به عمل آید: هم چنین رآکتورهای جدید قادرند از این ماده به عنوان سوخت استفاده کنند و این می تواند یک روش مناسب برای استفاده از اورانیوم 238 به ظاهر بی فایده به عنوان منبع انرژی در دراز مدت باشد.

.






نوع مطلب : مقالات علمی، 
برچسب ها :
ارسال شده در: یکشنبه 11 مهر 1389 :: توسط : فرنگیس قاسمی


 
درباره وبلاگ
این پایگاه به ارائه درس های علوم تجربی وحجم بسیاری از مقالات علمی در زمینه شیمی فیزیک زیست شناسی و زمین شناسی می پردازد
مدیر وبلاگ : فرنگیس قاسمی
نویسندگان
صفحات جانبی
نظرسنجی
نظرتان درباره ساختارجدیدسایت چیست؟(بخش پیام مدیر و ...)لطفا فقط یکبار شرکت کنید!





آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :
الهم عجل لولیک الفرج