Fisiunea uraniului

§ 107 de fisiune nucleară a uraniului

Divizată în părți poate doar nucleele unor elemente grele. Fisiunea nucleară emite două sau trei neutroni și razelor y. În același timp, o energie mare este eliberată.

Descoperirea uraniului fisiune. fisiune Uraniul a fost descoperit în 1938 de către oamenii de știință germani Otto Hahn IF. Strassman. Ei au descoperit ca nr bombardament cu neutroni de uraniu apar elemente secundare ale sistemelor periodice .: bariului, kripton, etc. Cu toate acestea, interpretarea corectă a acestui fapt este atât de fisiune a uraniului nucleului captează un neutron, acesta a fost dat la începutul anului 1939 de către fizicianul englez O. Frisch, împreună cu austriac fizicianul Lise Meitner.

captura neutronilor dă nucleul de stabilitate. Nucleul este excitat și devine instabil, ceea ce duce la divizarea în fragmente. Fisiunea nucleară este posibilă, deoarece greutatea unui nucleu greu de pace mai mult decât suma maselor restul fragmentelor produse de fisiune. Prin urmare, există o eliberare de energie echivalentă cu o reducere a masei de repaus care însoțește diviziunea.

Abilitatea de fisiune de nuclee grele pot fi explicate prin graficul energiei de legare specifică a numărului de masă A (vezi. Fig. 13,11). energia Legarea specifică a nucleelor ​​atomice ale elementelor din sistemul periodic care dețin ultimele poziții (A 200) este de aproximativ 1 MeV energia de legare mai puțin specific în nucleele elementelor din mijlocul sistemului periodic (A 100). Prin urmare, procesul de fisiune a nucleelor ​​grele în elementele de nucleu mijlocul sistemului periodic este energetic favorabil. după împărțirea sistemului într-o stare cu un minim de energie internă. Într-adevăr, cu atât mai mult energia de legare nucleară, mai multă energie trebuie alocate apariție nr a nucleului și, în consecință, mai puțin sistemul intern de energie nou formate.

În fisiune energia de legare per nucleon nuclear este fiecare a crescut cu 1 MeV și energia eliberată totală trebuie să fie enorme - aproximativ 200 MeV. Nu utilizați, în orice altă reacție nucleară (care nu se divid) aceste energii mari sunt eliberate.

Măsurarea directă a energiei eliberate în fisiunea bază de uraniu. a confirmat considerațiile de mai sus, și având în vedere valoarea de 200 MeV. Și cea mai mare parte această energie (168 MeV), sunt în energia cinetică a fragmentelor. În figura 13.13, puteți vedea piese fragmente de uraniu fisionabil în camera de nor.

Eliberat de energia de fisiune nucleară este electrostatic, mai degrabă decât origine nucleară. Mai multă energie cinetică. care sunt fragmente, apare din cauza repulsiei lor Coulomb.

Mecanismul de fisiune nucleară. Procesul de fisiune nucleară poate fi explicată pe bază modelul picăturii de bază ua. Conform acestui model seamănă cu un grup de nucleoni picătură de lichid încărcat (fig. 13.14, a). Forțele nucleare dintre nucleoni sunt forțe scurte ca între moleculele de lichid. Împreună cu o forță mare de protoni între respingerea electrostatică, stremyaschimieya rupe nucleul în afară, sunt încă forțe nucleare mari de atracție. Aceste forțe păstrează miezul de la defalcare.

U-235 nucleu are o formă sferică. Absoarbe neutroni în exces, este excitat și începe să se deformeze, dobândind o formă alungită (fig. 13.14 b). Kernel-ul va fi întins la atâta timp cât forțele repulsive între cele două jumătăți ale nucleelor ​​alungite încep să prevaleze asupra forțelor de atracție care acționează în istm (Fig. 13.14 in). Ulterior, este rupt în două părți (Fig. 13.14 g).

Sub acțiunea forțelor repulsive Coulomb aceste fragmente zbura la o viteză egală cu 1/30 viteza luminii.

Emisia de neutroni în procesul de fisiune. Faptul fundamental al fisiunii nucleare - emisia în procesul de fisiune doi sau trei neutroni. Tocmai din aceasta cauza a fost posibilă utilizarea practică a energiei nucleare.

Pentru a înțelege de ce emisia de neutroni liberi pot fi baza următoarelor considerente. Este cunoscut faptul că raportul dintre neutroni la protoni în numărul de nuclee stabile crește odată cu creșterea numărului atomic. Prin urmare, numărul relativ de neutroni rezultând fragmente de fisiune este mai mare decât este permis nucleele atomilor în mijlocul tabelului periodic. Ca rezultat, mai mulți neutroni eliberați în timpul procesului de fisiune. Energia lor are valori diferite - de la câteva milioane de electron-volți foarte mici, aproape de zero.

Despartitor apare de obicei pe fragmente ale căror mase diferă cu aproximativ 1,5 ori. Cioburi acestora este extrem de radioactive, deoarece acestea conțin cantități excesive de neutroni. Ca urmare, o serie de dezintegrări succesive obținute în cele din urmă izotopi stabili.

În concluzie, există, de asemenea, fisiunea spontană a uraniului. A fost descoperită de fizicieni sovietici G. N. Flerovym și K. A. Petrzhakom în 1940. Timpul de înjumătățire pentru fisiune spontană este de 10 la 16 ani. Acest lucru este de două milioane de ori mai mare decât timpul de înjumătățire a uraniului de degradare.

reacție de fisiune este însoțită de eliberarea de energie.

Fizică 11 clasă, manuale, și în cartea fizică de descărcare. bibliotecă online

Dacă aveți corecturi sau sugestii la această lecție, vă rugăm să ne contactați.

Dacă doriți să vedeți alte ajustări și sugestii pentru lecții, uita-te aici - Forumul Educațional.