Eliberarea energiei conținute în nucleele atomilor de elemente chimice este cea mai mare realizare a științei moderne. Eliberarea energiei nucleare pe scară industrială se realizează în instalații speciale - reactoare nucleare. Principalul proces care apare în reactoare este reprezentat de fisiunea nucleelor atomice ale elementelor grele, de obicei nucleele atomice ale izotopului de uraniu. Procesul de fisiune este realizat cu ajutorul particulelor elementare cunoscute, neutronul. Lipsită de sarcină electrică, neutronul pătrunde cu ușurință în nucleu. Absorbind un neutron, nucleul devine instabil. Se împarte în bucăți - fragmente care zboară în direcții diferite cu viteze uriașe. Energia mișcării fragmentare reprezintă volumul (aproximativ 80%) din întreaga energie eliberată în reactor.
Energia fragmentelor în coliziuni este transmisă atomilor din mediul înconjurător. Astfel, în cele din urmă, toată energia fragmentelor duce la creșterea temperaturii în interiorul reactorului. Un reactor nuclear este similar unui cuptor al unui cazan cu aburi, energia acestuia putând fi folosită pentru a transforma apa în abur, ceea ce face ușor ca turbina să se rotească sau să conducă pistonul motorului cu abur.
Procesul de fisiune a nucleelor grele este însoțit nu numai de formarea fragmentelor, ci și de "nașterea" a unu-trei noi neutroni liberi care anterior aparțineau nucleului. Neutronii noi, în anumite condiții, pot provoca și fisiuni ale nucleelor de uraniu și, la rândul lor, eliberează mai multe neutroni din adâncimi. În procesul de fisiune nucleară, numărul de neutroni crește rapid, crește numărul de fragmente și, în consecință, energia eliberată în reactor.
Astfel de reacții, când procesul se dezvoltă rapid în timp, au fost de mult cunoscute oamenilor de știință; ele se numesc reacții în lanț.
Dacă este posibil să se permită reacția în lanț să se dezvolte liber, atunci materia se va termina cu o explozie. Dacă acest lucru nu este furnizat, atunci reacția care a început ar putea fi blocată. Efectuarea reacției în lanț la viteza dorită nu este o sarcină simplă.
Un număr mare de neutroni este necesar pentru funcționarea normală a unui reactor nuclear, dar trebuie să le poți limita creșterea în timp.
Să ne familiarizăm cu principiul reactorului, în care drept "combustibil nuclear" se utilizează uraniu metalic pur, obținut din minereul unui depozit de uraniu. Într-un astfel de uraniu, pentru fiecare mie de atomi, există aproximativ 993 atomi din izotopul uraniu-238 și 7 atomi de izotopi uraniu-235. Există și atomi Uraia-234, dar există foarte puțini dintre ei, doar aproximativ șase sute de mii de atomi. De obicei, acestea nu sunt luate în considerare.
Fissionul de nuclee într-o bucată de uraniu începe spontan, sub acțiunea unei întotdeauna disponibile într-un număr mic de neutroni liberi. La un moment dat, să spunem că a avut loc fisiunea nucleului uraniu-235. miez
- Marea lege a naturii
- Apa grea este o injectare.
- Proprietăți ale apei neobișnuite
- Obținerea deuteriului și a apei grele
- Atomii - frați
