Atomlar, bir elektron nüvə ətrafında daha yüksək orbitdən aşağı orbitə keçdikdə enerji qazana və ya itirə bilər. Bununla birlikdə, bir atomun nüvəsini parçalamaq, elektronlar daha yüksək orbitdən aşağı orbitə qayıtdıqda enerjidən daha çox enerji buraxacaq. Bu enerji dağıdıcı məqsədlər üçün və ya təhlükəsiz və məhsuldar məqsədlər üçün istifadə edilə bilər. Bir atomun parçalanmasına 1938 -ci ildə kəşf edilən nüvə parçalanması deyilir; Atomların parçalanma halında təkrar zəncirvari reaksiya adlanır. Bir çox insanın bunu etmək üçün avadanlıqları olmasa da, parçalanma prosesi ilə maraqlanırsınızsa, burada bir xülasə var.
Addım
2 -dən 1 -ci hissə: Əsas Atom Fissiyası
Addım 1. Doğru izotopu seçin
Bəzi elementlər və ya onların izotopları radioaktiv çürüməyə məruz qalır. Bununla birlikdə, bütün izotoplar parçalanma asanlığı baxımından bərabər yaradılmamışdır. Ən çox istifadə olunan uran izotopu, 238 atom ağırlığına malikdir, 92 proton və 146 neytrondan ibarətdir, lakin nüvəsi digər elementlərin kiçik nüvələrinə parçalanmadan neytronları udmağa meyllidir. Üç daha az neytrona malik uran izotopu, 235U, parçalanması izotoplardan daha asan ola bilər 238U; Belə izotoplara parçalanan materiallar deyilir.
Bəzi izotoplar o qədər sürətlə parçalana bilər ki, davamlı parçalanma reaksiyası saxlanıla bilməz. Buna spontan parçalanma deyilir; plutonyum izotopu 240Pu, izotopdan fərqli olaraq bu izotopun bir nümunəsidir 239Daha yavaş parçalanma dərəcəsi olan Pu.
Adım 2. İlk atom parçalandıqdan sonra parçalanmanın davam edəcəyini təmin etmək üçün kifayət qədər izotop alın
Bu, parçalanma reaksiyasının baş verməsi üçün müəyyən qədər az miqdarda izotopik maddənin açılmasını tələb edir; Bu miqdar kritik kütlə adlanır. Kritik kütlə əldə etmək üçün parçalanma ehtimalını artırmaq üçün izotop üçün mənbə materialı lazımdır.
Bəzən, fasiləsiz parçalanma reaksiyasının baş verə biləcəyini təmin etmək üçün nümunədəki parçalanmış izotop materialının nisbi miqdarını artırmaq lazımdır. Buna zənginləşdirmə deyilir və nümunəni zənginləşdirmək üçün bir neçə üsul var. (Uranı zənginləşdirmək üçün istifadə olunan üsullar üçün, uranın necə zənginləşdirilməsi vikisinə baxın.)
Addım 3. Subatomik hissəciklər olan split izotop materialının nüvəsini dəfələrlə vurun
Tək subatomik hissəciklər atomları vura bilər 235U, başqa bir elementin iki ayrı atomuna bölünərək üç neytron buraxır. Bu üç növ subatomik hissəciklər tez -tez istifadə olunur.
- Proton. Bu atomaltı hissəciklərin kütləsi və müsbət yükü var. Bir atomdakı protonların sayı atomun elementini təyin edir.
- Neytronlar. Bu subatomik hissəciklərin proton kimi kütləsi var, lakin heç bir yükü yoxdur.
- Alfa hissəcikləri. Bu hissəcik, helium atomunun nüvəsidir, ətrafında fırlanan elektronların bir hissəsidir. Bu hissəcik iki proton və iki neytrondan ibarətdir.
2 -ci hissənin 2 -si: Atomik Fissiya Metodu
Addım 1. Eyni izotopun bir atom nüvəsini (nüvəsini) digərinə vurun
Zərif subatomik hissəciklərin keçməsi çətin olduğundan, hissəcikləri atomlarından çıxarmaq üçün tez -tez bir qüvvə tələb olunur. Bunun bir üsulu, verilən izotopun atomlarını eyni izotopun digər atomlarına vurmaqdır.
Bu üsul atom bombası yaratmaq üçün istifadə edilmişdir 235Xirosimaya düşdün. Atomları vuran uran nüvəli silahlar kimi silahlar 235Atom üzərində 235Digər U, materialı o qədər yüksək sürətlə daşıyır ki, ayrılan neytronların atomun nüvəsinə vurmasına səbəb olur. 235başqa bir U və onu məhv edin. Bir atom parçalandıqda ayrılan neytronlar növbə ilə atomu vurub parçalaya bilər 235digər U.
Addım 2. Atom materialını bir -birinə yaxınlaşdıraraq atom nümunəsini möhkəm sıxın
Bəzən atomlar bir -birinə atəş açmaq üçün çox tez çürüyür. Bu vəziyyətdə, atomları bir -birinə yaxınlaşdırmaq, sərbəst buraxılan subatomik hissəciklərin digər atomları vurma və parçalama şansını artırır.
Bu üsul atom bombası yaratmaq üçün istifadə edilmişdir 239Pu Naqasakiyə düşdü. Adi partlayışlar plutonium kütləsini əhatə edir; partladıqda, atomları daşıyan plutonyum kütləsini itələyir 239Pu yaxınlaşır ki, ayrılan neytronlar atomları vurmağa və parçalamağa davam edəcək 239digər pu.
Addım 3. Elektronları lazer şüası ilə həyəcanlandırın
Petawatt lazerinin inkişafı ilə (1015 vat), radioaktiv maddəni əhatə edən metaldakı elektronları həyəcanlandırmaq üçün lazer şüasından istifadə edərək atomları parçalamaq mümkündür.
- 2000 -ci ildə Kaliforniya ştatının Lawrence Livermore Laboratoriyasında keçirilən testdə uran qızılla bükülmüş və mis bir potaya yerləşdirilmişdir. 260 joule olan infraqırmızı lazer şüasının zərbəsi zərfə və korpusa dəyərək elektronları həyəcanlandırır. Elektronlar normal orbitlərinə qayıtdıqda, qızıl və mis nüvələrinə nüfuz edən yüksək enerjili qamma radiasiyasını buraxır, qızıl təbəqənin altındakı uran atomlarına nüfuz edən və onları parçalayan neytronları buraxırlar. (Təcrübə nəticəsində həm qızıl, həm də mis radioaktiv hala gəldi.)
- Oxşar testlər İngiltərədəki Rutherford Appleton Laboratoriyasında 50 teravatt (5 x 10)12 vat) arxasında müxtəlif materialları olan bir tantal boşqabına yönəlmiş lazer: kalium, gümüş, sink və uran. Bütün bu materialların atomlarının bir hissəsi uğurla bölündü.
Xəbərdarlıq
- Çox sürətli olan bəzi izotopların müəyyən parçalanmalarına əlavə olaraq, kiçik partlayışlar, partlayış gözlənilən davamlı reaksiya sürətinə çatmadan parçalana bilən materialı məhv edə bilər.
- Digər avadanlıqlarda olduğu kimi, tələb olunan təhlükəsizlik qaydalarına riayət edin və riskli görünən heç bir iş görməyin. Ehtiyatlı ol.
