--> Ýíåðãèÿ äåëåíèÿ ÿäåð óðàíà. Ôèçèêà. 11 êëàññ. Ïóðûøåâà

 


Ñîäåðæàíèå

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà. 11 êëàññ. Ïóðûøåâà

Ãëàâà 8. Àòîìíîå ÿäðî

 


§ 50. Ýíåðãèÿ äåëåíèÿ ÿäåð óðàíà

Öåïíàÿ ðåàêöèÿ äåëåíèÿ ÿäåð óðàíà

1. Ïðèíöèïèàëüíîå çíà÷åíèå äëÿ âûñâîáîæäåíèÿ ÿäåðíîé ýíåðãèè ïðè äåëåíèè ÿäåð óðàíà èìååò òîò ôàêò, ÷òî â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè èñïóñêàþòñÿ íîâûå íåéòðîíû. Ýòè íåéòðîíû ïðè îïðåäåë¸ííûõ óñëîâèÿõ ìîãóò ïðîäîëæèòü äåëåíèå ÿäåð óðàíà. Ðåàêöèþ, â êîòîðîé ÷àñòèöû, âûçûâàþùèå å¸, îáðàçóþòñÿ êàê ïðîäóêòû ðåàêöèè, íàçûâàþò öåïíîé ÿäåðíîé ðåàêöèåé.

Äîïóñòèì, ÷òî â äîñòàòî÷íî áîëüøîì êóñêå èçîòîïà óðàíà ïîä äåéñòâèåì îäíîãî íåéòðîíà ïðîèçîøëà ðåàêöèÿ äåëåíèÿ îäíîãî èç ÿäåð, â ðåçóëüòàòå ÷åãî âûäåëèëîñü äâà íîâûõ íåéòðîíà — âòîðîå ïîêîëåíèå íåéòðîíîâ (ðèñ. 154). Îíè, â ñâîþ î÷åðåäü, ìîãóò âûçâàòü ðåàêöèþ äåëåíèÿ åù¸ äâóõ ÿäåð óðàíà. ×åòûðå îáðàçóþùèõñÿ íåéòðîíà òðåòüåãî ïîêîëåíèÿ ñïîñîáíû âûçâàòü äåëåíèå åù¸ ÷åòûð¸õ ÿäåð è ò. ä.  ðåçóëüòàòå ÷èñëî äåëÿùèõñÿ ÿäåð íà÷í¸ò áûñòðî óâåëè÷èâàòüñÿ è âîçíèêàåò öåïíàÿ ðåàêöèÿ äåëåíèÿ.

    ðåàêöèÿ äåëåíèÿ îäíîãî èç ÿäåð

Îäíàêî â äåéñòâèòåëüíîñòè äàëåêî íå âñå âûäåëÿþùèåñÿ â ðåçóëüòàòå äåëåíèÿ ÿäåð óðàíà íåéòðîíû çàõâàòûâàþòñÿ íîâûìè ÿäðàìè. Äëÿ ïðîäîëæåíèÿ ðåàêöèè íåîáõîäèìî ñîáëþäåíèå îïðåäåë¸ííûõ óñëîâèé.

Ïðåæäå âñåãî, êîëè÷åñòâî óðàíà-235 äîëæíî áûòü äîñòàòî÷íî áîëüøèì, òàê êàê â íåáîëüøîì îáðàçöå íåéòðîíû ìîãóò ïðîëåòåòü, íå ïîïàâ íè â îäíî èç ÿäåð, è ïîêèíóòü çîíó, ãäå ïðîòåêàåò ðåàêöèÿ.

Ìèíèìàëüíóþ ìàññó óðàíà, ïðè êîòîðîé âîçìîæíà öåïíàÿ ðåàêöèÿ, íàçûâàþò êðèòè÷åñêîé ìàññîé.

Äëÿ óðàíà-235 êðèòè÷åñêàÿ ìàññà ðàâíà ïðèìåðíî 50 êã; îíà çàêëþ÷àåòñÿ â øàðå ðàäèóñîì âñåãî 9 ñì. Ïðè ìàññå óðàíà, áîëüøåé êðèòè÷åñêîé, ÷èñëî íåéòðîíîâ áûñòðî óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷òî ìîæåò ïðèâåñòè ê âçðûâó. Íà ýòîé îñîáåííîñòè öåïíîé ÿäåðíîé ðåàêöèè îñíîâàíî äåéñòâèå àòîìíîé áîìáû, â êîòîðîé ïðè áûñòðîì ñîåäèíåíèè äâóõ óðàíîâûõ áëîêîâ ñ ìàññîé êàæäîãî íåìíîãî ìåíüøå êðèòè÷åñêîé ïðîèñõîäèò íåóïðàâëÿåìàÿ ÿäåðíàÿ ðåàêöèÿ.

Êðîìå òîãî, äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ öåïíîé ðåàêöèè äåëåíèÿ ÿäåð óðàíà íåîáõîäèìî, ÷òîáû êóñîê óðàíà íå ñîäåðæàë àòîìîâ äðóãèõ èçîòîïîâ óðàíà è ïîñòîðîííèõ ïðèìåñåé. Îäíàêî â ïðèðîäå ñîñòàâëÿåò ëèøü 0,7% îò áîëåå ðàñïðîñòðàí¸ííîãî èçîòîïà , ÿäðà êîòîðîãî ìîãóò äåëèòüñÿ ëèøü ïîä âëèÿíèåì áûñòðûõ íåéòðîíîâ, ýíåðãèÿ êîòîðûõ áîëüøå 1 ÌýÂ. Îñòàëüíûå æå, áîëåå ìåäëåííûå íåéòðîíû, çàõâàòûâàþòñÿ ýòèì èçîòîïîì è íå ïðîèçâîäÿò äåëåíèÿ.

Äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ýíåðãèè, âûñâîáîæäàþùåéñÿ â ïðîöåññå äåëåíèÿ ÿäåð óðàíà, íåîáõîäèìî, ÷òîáû ðåàêöèÿ äåëåíèÿ áûëà óïðàâëÿåìîé. Òàêàÿ ðåàêöèÿ äåëåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ â ñïåöèàëüíûõ óñòðîéñòâàõ — ÿäåðíûõ ðåàêòîðàõ.

Ïðîäîëæåíèå >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->