ядрени реакции

урок

В зависимост от това каква частица a причинява реакцията и каква частица b се излъчва след реакцията съществуват следните реакции:

1. Ядрени реакции, предизвикани от заредени частици - протони, алфа- частици и тежки йони (ядра на други атоми).

2. Ядрени реакции, предизвиквани от неутрони. Това са така наречените (n,p), (n,гама), (n,алфа) и т.н. реакции, при които поглъщането на неутрона предизвиква излъчването на протон, гама-квант, алфа-частица и т.н.

3. Преобразуване на атомните ядра могат да предизвикат и гама- кванти с достатъчно голяма енергия. Това са така наречените фото-ядрени реакции.

През 1938 г. Хан и Щрасман случайно се натъкнали на един странен факт. С химични методи те успели да докажат, че при облъчване на уран с неутрони се получават малки количества от един елемент от средата на периодичната система - барий, с атомен номер A=56. Това откритие било съвсем неочаквано, тъй като се предполагало, че проникването на неутрона в ядрото на урана ще предизвика отделяне на протон, алфа- частица или гама-квант. Обяснението било намерено като било допуснато, че при поглъщането на неутрона от урановото ядро, то се оказва във възбудено състояние, започва да ''вибрира'' и ядрото се ''разцепва'' на две приблизително еднакви части, като се отделя значителна енергия - около 200MeV.Важна особеност на деленето на урана е, че при този процес се отделят неутрони.

Използването на уран, обогатен с 23592U (или пък на

плутоний 23994Pu) позволява по принцип да се

осъществи верижна реакция на делене. Но дори и при наличието на чист 235

92U за реализирането на верижна реакция трябва да бъдат изпълнени и някои други условия.

Ако масата на урановия блок е достатъчно малка или, както се казва още е подкритична, реакцията е невъзможна. Но ако два уранови блока с подкритична маса се съберат изведнъж, блокът може да достигне до критична маса и започва взривна реакция.

Именно това се използва при конструкцията на атомната бомба .

a - обикновен експлозив  б - източник на неутрони в - уранови блокове

Руската термоядрена бомба, тествана на 12 Август 1953 в Семипалатинск. Над 400 килотона

Най-мощната експериментална бомба в света. Взривена е на 30 ноември 1961 година на остров Нова Земя в Русия. Енергиен еквивалент над 100 мегатона. Тествана е на половината от мощността й.

Верижна реакция, чиято скорост може да се контролира се нарича управляема..

Постепенното отделяне на енергията води до нагряването на ядреното ''гориво'' до определена температура. Топлинната енергия се отвежда чрез подходящ топлоносител. Tака ядреното ''гориво'' играе ролята на ''въглища'', а топлинната енергия, която се отделя при това може да се превърне в електрическа чрез добре известните принципи, които се използват при топлоелектрическите централи.

Устройствата, в които се осъществява управляема верижна реакция се наричат ядрени реактори, а централите, в които енергията, получена от ядрените реактори се превръща в електрическа се наричат атомни електроцентрали (АЕЦ). (Правилно би било да се каже ядрени електроцентрали.)

а. ядрено гориво и забавител; б.кадмиеви регулиращи пръти; в. топлообоменник; г. към турбината

а)кадмиеви регулиращи пръти б) екран от стомано-бетонв) двойна стена, която издържа на земетресения и остава здрава и да падне самолет върху нея   г) филтри

Активна зона на малък ядрен реактор използван за изследвания.