Экология және өмір қауіпсіздігі
Ядролық реакциялар энергияның көзі
жүктеу/скачать 1,98 Mb. Pdf көрінісі
|
экология өмір қауіпсіздігі
| Ядролық реакциялар энергияның көзі
Атом ядросы протондар мен нейтрондардан (жалпы аты-нуклон) құралған. Кейбір ауыр элементтердің (мысалы, уран, плутоний) ядролары бөлінген кезде, ал жеңіл түрлері (сутегі изотоптары) қосылып ауырырақ (гелий) элементтерді құрағанда ядролық реакциялар барысында едәуір энергия босайды екен. 68 Бөліну реакцияларында атом ядросы сыртқы нейтрондардың әсерінен екі немесе одан көп бөлшектерге ыдырайды. Егер 1 кг уранның барлық ядролары ыдыраса босалған энергияның шамасы тротилдың 20000 тоннасының жарылуынан шығатын энергиясына тең болады. Салыстыру үшін, тротилдың (тринитротолуол деген жарылғыш химиялық зат) 1 кг мөлшері жарылғанда кәдімгі жер қыртысында екі метрдей диаметрлік шұңкыр пайда болады. Ядролық бомбалардың қуатын тротил эквивалентімен өлшейді. Бөліну реакцияларына негізделген бомбалардың қуаты тротил баламасымен есептелгенде ондаған тоннадан бастап шамада 500000 тоннаға дейін жететіндей жасауға болады. Қосылу реакцияларының өз ерекшелігі бар: бұл жағдайда нейтронның қатысымен емес, жеңіл ядролар өздері электростатикалық теріс тебу күштерін жеңіп қосылуға тиіс (синтез реакциясы). Уранның бөліну реакциясымен салыстырғанда дейтерий және тритий, немесе дейтерий мен литий қоспаларының синтез реакциясында босану энергиясы төрт есе көп болады. Алайда, синтез реакциясы жүру үшін жоғары температуралар қажет, сондықтан оны термоядролық реакция деп атайды. Термоядролық бомбаларда температураны көтергіш ретінде 235-уран немесе 239-плутонийдің ядро бөліну реакциялары жарылыс қалпында пайдалынады; олар негізгі қоспаны қыздырады және жарылыс заттардың қабықшасының құрамына 238-уран кіргізіледі. Сонда алдымен бөліну реакция жүріп, температура көтеріледі, сонан соң синтез реакциялары іске қосылады - бұл жерде көптеген нейтрондар пайда болып, қабықшада бөліну реакция жүруіне себеп болады. Жарылыстың осы үш сатысы лезде өте шығады (микросекунд үлестерінің шамасында). Термоядролық жарылыстың қуатын 50 Мт-ға дейін көтеруге болады (елу миллион тонна). Ең қарапайым бомбалардың құрылысы екі немесе одан көп уранның бөлшектерінен түзілген, оның әр қайсысының массасы ауыспалы (ауытқу) массадан аз болу керек. Жарылыс айтылған бөлшектердің бірге қосылуынан басталады. Ауыспалы масса деген жарылғыш заттың (мысалы, уран) ең аз мөлшері, ол одан асса өздігінен бөліну реакциясы өрістейді. Уранның ауыспалы массасы ондаған, ал плутонийдікі бірнеше килограммға тең. Бірақ іске қосылатыны бұл заттардың тек 20%-ке дейін-ақ.. Мысалы Жапонияға қарсы қолданылған атом бомбасында не бары зарядтың 3%-ті ойнады. Қалған масса атылуға үлгермей газ тектес жағдайға айналып ұшып кетті. жүктеу/скачать 1,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|