युरेनियम केंद्रक दोन किंवा अधिक तुकडे होणे. साखळी प्रतिक्रिया. प्रक्रिया वर्णन

ऊर्जा मोठ्या प्रमाणात लिबरेशन त्यानंतर अंदाजे समान वजन दोन तुकड्यांच्या मध्ये एक जड अणू विभाजन - कोर वाटून घेतले.

एक नवे पर्व विभक्त दोन किंवा अधिक तुकडे होणे प्रारंभ शोध - "आण्विक वय". त्याच्या शक्य वापर आणि धोका शिल्लक संभाव्य त्याचा वापर फायदा, नाही फक्त, समाजशास्त्रीयही राजकीय, आर्थिक आणि वैज्ञानिक कृत्ये भरपूर वाढ, पण एक गंभीर समस्या दिले. जरी दृश्य एक निव्वळ वैज्ञानिक बिंदू पासून, विभक्त दोन किंवा अधिक तुकडे होणे प्रक्रिया कोडी आणि गुंतागुंत मोठ्या प्रमाणात तयार केले, आणि तो एक पूर्ण सैद्धांतिक स्पष्टीकरण भविष्यातील एक गोष्ट आहे.

शेअरिंग - फायदेशीर

ऊर्जा बंधनकारक (दर nucleon) विविध केंद्रके फरक आहे. जड नियतकालिक तक्ता मध्यभागी स्थित त्या पेक्षा कमी बंधनकारक ऊर्जा आहे.

या जड केंद्रके आण्विक ज्या याचा अर्थ असा की संख्या जास्त 100, advantageously दोन लहान तुकडे विभागली ज्यामुळे तुकड्यांच्या गतीज ऊर्जा मध्ये रूपांतर की ऊर्जा releasing. ही प्रक्रिया विभाजन म्हणतात आण्विक मध्यवर्ती भाग.

स्थिरता वक्र, न्यूट्रॉन साठी जड मध्यवर्ती भाग neutrons मोठ्या संख्या प्राधान्य स्थिर nuclides पासून प्रोटॉन संख्या विश्वास दाखवते जे नुसार फिकट पेक्षा (प्रोटॉन संख्या तुलनेत). या विभाजन प्रक्रिया व्यतिरिक्त काही "सुटे" neutrons फेकली जाईल असे सूचित करते की. शिवाय, ते देखील प्रसिद्ध ऊर्जा काही प्रती होतील. यू → ^{238 145 90} ला + ब्रा + 3n: युरेनियम अणू अभ्यास दोन किंवा अधिक तुकडे होणे हे एक न्यूट्रॉन 3-4 निर्माण झाली आहे.

अणुक्रमांक (आणि आण्विक वस्तुमान) तुकडा अर्धा समान नाही आण्विक वस्तुमान पालक आहे. फूट एक परिणाम म्हणून स्थापना अणू जनता फरक 50. तथापि, या साठी कारण अद्याप पूर्णपणे स्पष्ट आहे सहसा आहे.

²³⁸ यू, ¹⁴⁵ ला ब्रा आणि ⁹⁰ बंधनकारक शक्ती अनुक्रमे 1803, 1198 आणि 763 MeV आहेत. या ऊर्जा समान 1198 + 158 = 763-1803 MeV प्रतिक्रिया परिणामी युरेनियम दोन किंवा अधिक तुकडे होणे प्रकाशीत याचा अर्थ असा की.

उत्स्फूर्त दोन किंवा अधिक तुकडे होणे

उत्स्फूर्त विभाजन प्रक्रिया निसर्ग ओळखले जातात, पण ते अत्यंत दुर्मिळ आहेत. ही प्रक्रिया सरासरी आजीवन 10 ^{17 आहे,} आणि, उदाहरणार्थ, radionuclide अल्फा-किडणे सरासरी आजीवन 10 ते ^{11 आहे.}

या साठी कारण की दोन भागात वेगळे करण्यासाठी, कोर प्रथम ellipsoidal स्वरूपात विकृत रूप (ताणून) सोसणे आवश्यक आहे, आणि नंतर, दोन तुकड्यांच्या मध्ये अंतिम फूट अगोदर एक "मान" मध्यभागी तयार आहे.

संभाव्य अडथळा

दोन सैन्याने मुळाशी कुरूप राज्यात. त्यापैकी एक - वाढ पृष्ठभाग ऊर्जा (द्रव droplets पृष्ठभाग ताण त्याच्या गोलाकार आकार स्पष्ट करते), आणि इतर - दोन किंवा अधिक तुकडे होणे तुकड्यांच्या दरम्यान कूलॉम होय वीट. एकत्र ते संभाव्य अडथळा निर्माण करतात.

युरेनियम आण्विक केंद्रक उत्स्फूर्त दोन किंवा अधिक तुकडे होणे येऊ अल्फा किडणे बाबतीत म्हणून, तुकड्यांच्या भाग टनेलिंग अर्थ हा अडथळा मात करणे आवश्यक आहे. अडथळा, 6 MeV आहे अल्फा-किडणे बाबतीत म्हणून, पण α-कण टनेलिंग संभाव्यता जास्त जड उत्पादन विभाजन अणू पेक्षा अत्यंत मोठे आहे.

सक्ती निकृष्ट दर्जा

जास्त शक्यता युरेनियम केंद्रक दोन किंवा अधिक तुकडे होणे प्रेरित आहे. या प्रकरणात, पालक मध्यवर्ती भाग neutrons सह विकिरणीत आहे. एक पालक तो शोषून, तर त्यांनी 6 MeV संभाव्य अडथळा मात करण्यासाठी आवश्यक पेक्षा जास्त करू शकता की कंपनविषयक ऊर्जा स्वरूपात बंधनकारक ऊर्जा रिलिझ करण्यासाठी बांधील आहेत.

अतिरिक्त न्यूट्रॉन ऊर्जा क्षमता अडथळा मात करण्यासाठी पुरेसे नाही आहे कोठे, घटना न्यूट्रॉन अणू विभाजन लावणे सक्षम करण्यासाठी किमान गतीज ऊर्जा असणे आवश्यक आहे. ²³⁸ यू अतिरिक्त न्यूट्रॉन बंधनकारक ऊर्जा बाबतीत 1 MeV गहाळ आहे. या युरेनियम केंद्रक दोन किंवा अधिक तुकडे होणे एक गतीज ऊर्जा 1 MeV पेक्षा जास्त फक्त neutrons प्रेरित याचा अर्थ असा की. दुसरीकडे, ²³⁵ यू समस्थानिके एक unpaired न्यूट्रॉन आहे. एक मध्यवर्ती भाग अतिरिक्त शोषून तेव्हा, तो एक दोन ते अर्ज आणि अतिरिक्त बंधनकारक ऊर्जा ही जोडणी एक परिणाम आहे. या मध्यवर्ती भाग संभाव्य अडथळा आणि कोणत्याही न्यूट्रॉन एक टक्कर आली isotopes च्या विभागणी मात करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उर्जेचे प्रमाण रिलिझ करण्यासाठी पुरेसे आहे.

बीटा किडणे

दोन किंवा अधिक तुकडे होणे प्रतिक्रिया तीन किंवा चार neutrons परावर्तित झालेली आहेत की असूनही, तुकड्यांच्या तरीही त्यांच्या स्थिर isobars जास्त neutrons असतात. या फूट तुकड्यांच्या बीटा किडणे संदर्भात साधारणपणे अस्थिर आहेत याचा अर्थ असा की.

उदाहरणार्थ, युरेनियम ²³⁸ यू केंद्रबिंदू एक विभागणी झाली आहे, ए = 145 स्थिर isobars ¹⁴⁵ neodymium रा, जे तुकडा lanthanum ला तीन पायऱ्या, प्रत्येक वेळी एक स्थिर nuclide पर्यंत इलेक्ट्रॉन आणि एक न्यूट्रीनो उत्सर्जित होणाऱ्या करून ¹⁴⁵ स्प्लिट स्थापना आहे याचा अर्थ असा की आहे. एक = 90 ⁹⁰ स्थिर isobars zirconium Zr, त्यामुळे फूट तुकडा ब्रोमो ब्रा ⁹⁰ पाच पायऱ्या साखळी β-किडणे मध्ये स्प्लिट आहे.

या साखळी β-किडणे जवळजवळ इलेक्ट्रॉन आणि एक न्यूट्रीनो सर्व दूर नेले आहे अतिरिक्त ऊर्जा सोडणे.

विभक्त प्रतिक्रिया: युरेनियम दोन किंवा अधिक तुकडे होणे

मध्यवर्ती भाग स्थिरता संभव आहे याची खात्री करण्यासाठी त्यांना खूप मोठ्या प्रमाणात न्यूट्रॉन किरणे थेट nuclide. येथे मुद्दा नाही कूलॉम होय वीट आहे, आणि म्हणून पृष्ठभाग ऊर्जा पालक झाल्यामुळे न्यूट्रॉन कायम झुकत आहे. असे असले तरी, ते घडते. उदाहरणार्थ, दोन किंवा अधिक तुकडे होणे तुकडा ब्रा ⁹⁰ प्रथम बीटा-किडणे एक Krypton-90, पृष्ठभाग ऊर्जा मात करण्यासाठी पुरेसे ऊर्जा एक उत्सुक राज्यात स्थित जाऊ शकते जे निर्मिती. या प्रकरणात न्यूट्रॉन किरणे एक Krypton-89 तयार थेट येऊ शकते. या isobars Krypton-89 तीन टप्प्यात विभागलेला आहे की, अजूनही बीटा-झडणे आदर अद्याप स्थिर संक्षेप y-89 मध्ये जा नाही आहे अस्थिर आहे.

युरेनियम दोन किंवा अधिक तुकडे होणे: शृंखला प्रतिक्रिया

फूट प्रतिक्रिया फेकली neutrons इतर पालक-मध्यवर्ती भाग, नंतर स्वत: ची प्रेरित दोन किंवा अधिक तुकडे होणे: ख सहन केले, जे द्वारे गढून गेलेला केले जाऊ शकते. युरेनियम-238 तीन neutrons, 1 MeV (- 158 MeV - युरेनियम कोर दोन किंवा अधिक तुकडे होणे मध्ये प्रसिद्ध ऊर्जा मुख्यतः गतीज ऊर्जा फूट तुकड्यांच्या मध्ये रुपांतरित) पेक्षा कमी शक्ती बाहेर उद्भवू जे बाबतीत, म्हणजे ते nuclide आणखी विभागणी होऊ शकत नाही. तथापि, दुर्मिळ समस्थानिके यू ²³⁵ हे या neutrons लक्षणीय एकाग्रता ²³⁵ कलम केंद्रके द्वारे कॅप्चर केले जाऊ शकतो तर, तो प्रत्यक्षात फूट, या प्रकरणात कोणतेही ऊर्जा थ्रेशोल्ड विभागातील प्रेरित नाही आहे पासून होऊ शकते.

हे तत्त्व साखळी प्रतिक्रिया आहे.

विभक्त प्रतिक्रिया प्रकार

के द्या - हा नंबर पाऊल n उत्पादन neutrons संख्या अवलंबून असेल 1. - - स्टेज उत्पादन neutrons n संख्या भागिले साखळी पाऊल n मध्ये तुकडे करणे शक्य आहे असा साहित्याचा एक नमुना उत्पादन neutrons, संख्या 1, कोर, द्वारे गढून गेलेला जे प्रेरित दोन किंवा अधिक तुकडे होणे पडत शकता.

• तर के <1, शृंखला प्रतिक्रिया फक्त स्टीम बाहेर आहे आणि प्रक्रिया फार पटकन बंद होईल. या नैसर्गिक काय आहे युरेनियम धातू माती, जे ²³⁵ यू ^{एकाग्रता} जेणेकरून लहान आहे एक न्यूट्रॉन या समस्थानिके शोषण संभाव्यता अत्यंत नगण्य आहे.

• के> 1, शृंखला प्रतिक्रिया तुकडे करणे शक्य आहे असा साहित्याचा सर्व जोपर्यंत वाढण्यास सुरू राहील, तर वापरले जाणार नाहीत (परमाणु बॉम्ब). या युरेनियम-235 एक पुरेशी उच्च एकाग्रता प्राप्त करण्यासाठी नैसर्गिक माती समृद्ध गाठले आहे. न्यूट्रॉन शोषण संभाव्यता आहे, जे क्षेत्र त्रिज्या अवलंबून आहे गोलाकार नमुना मूल्य के वाढते. म्हणून यू वजन युरेनियम (शृंखला प्रतिक्रिया) च्या दोन किंवा अधिक तुकडे होणे एक विशिष्ट गंभीर वस्तुमान जास्त आवश्यक आहे होऊ शकते.

• के = 1, नंतर एक नियंत्रित प्रतिक्रिया आहे. हे वापरले जाते विभक्त reactors. प्रक्रिया नियंत्रित आहे neutrons सर्वात लक्ष वेधून घेणे जे कॅडमियम किंवा बोरॉन युरेनियम दांडे, लोकांमध्ये वितरण (हे घटक neutrons संकलन करण्यास सक्षम आहेत). तो आपोआप के मूल्य एक समान राहते, जेणेकरून काठी हलवून द्वारे नियंत्रीत केले जाते युरेनियम कोर वाटून घेतले.