Ланцюгова ядерна реакція
У 30-х роках минулого століття вчені почали намагатися управляти ядерними реакціями. В результаті бомбардування (зазвичай нейтроном) ядро атома важкого елементу ділиться на два легших ядра. наприклад:
23592U + 10n → 14256Ba + 9136Kr + 310n
Такий процес називається розщепленням (поділом) ядра. В результаті вивільняється колосальна кількість енергії. Звідки вона береться? Якщо дуже точно виміряти маси частинок до реакції і після неї, то виявиться, що в результаті ядерної реакції частина маси безслідно зникла. Таку втрату маси прийнято називати дефектом маси. Зникаюче речовина перетворюється в енергію.
Великий Альберт Ейнштейн вивів свою знамениту формулу: E = mc2, де
Е – кількість енергії;
m – дефект маси (зникла маса речовини);
с – швидкість світла = 300 000 км / с
Оскільки швидкість світла є дуже великою величиною самої по собі, а в формулі вона зводиться в квадрат, то навіть мізерно мале “зникнення маси” призводить до вивільнення досить великої кількості енергії.
З наведеного вище рівняння розщеплення урану-235 видно, що в процесі поділу ядра витрачається один електрон, а виходить відразу три. У свою чергу, ці три, знову отриманих електрона, зустрівши на “своєму шляху” три ядра урану-235, проведуть чергове розщеплення, в результаті чого вийде вже 9 нейтронів і т. д… Такий безперервно наростаючий каскад розщеплення називається ланцюговою реакцією.
Ланцюгова реакція можлива тільки з тими ізотопами, при розщепленні яких створюється надлишок нейтронів. Так ланцюгова реакція з ізотопом урану (уран-238) неможлива, тому що вивільниться лише один нейтрон:
23892U + 10n → 14256Ba + 9136Kr + 10n
Ізотопи, які беруть участь у ланцюговій реакції, називаються розщеплює ізотопу
Для ядерних реакцій використовують ізотопи урану (уран-235) і плутону (плутон-239). Щоб ядерна реакція змогла протікати самостійно, потрібна певна кількість розщеплюється речовини, зване критичною масою. В іншому випадку число надлишкових нейтронів буде недостатнім для здійснення ядерної реакції. Маса розщеплюється речовини менше критичної називається субкритичного.
Related posts:
- Ланцюгова ядерна реакція: доповідь Як “агента-провокатора”, що викликає розвал ядра, зручно використовувати нейтрон – електрично нейтральну частку, що входить до складу ядра і, в силу своєї нейтральності, що не почуває кулонівський бар’єр зарядженого ядра. Якщо при розподілі ядра в результаті захоплення нейтрона утворюються нові нейтрони, то їх можна використовувати для розвалу нових ядер, з утворенням нових нейтронів, нових розвалених […]...
- Ділення ядер урану. Ланцюгова реакція Ділення ядер урану при бомбардуванні їх нейтронами було відкрито в 1939 р німецькими вченими Отто Ганом і Фріцем Штрассманом. Oттo Ган (1879-1968) Німецький фізик, вчений-новатор в області радіохімії. Відкрив розщеплення урану, ряд радіоактивних елементів Фріц Штрассман (1902-1980) Німецький фізик і хімік. Роботи відносяться до ядерної хімії, ядерного поділу. Дав хімічне доказ процесу поділу Розглянемо механізм […]...
- Ядерна енергія Ядерне поділ – це процес, в якому атомне ядро (наприклад, урану) розвалюється на менші частини (більш легкі ядра), причому часто з утворенням вільних нейтронів і виділенням великої кількості енергії. Коли вилітають нейтрони розбивають інші ядра урану, процес триває – виникає ланцюгова реакція. У ядерному реакторі для отримання енергії процесом поділу управляють, так що рівень виділення […]...
- Що таке термоядерна реакція Поряд з реакцією ділення важких ядер енергетично вигідним виявляється і зворотний в деякому розумінні процес – синтез легких ядер, тобто злиття ядер легких елементів (розташованих на початку періодичної таблиці) з утворенням більш важкого ядра. Щоб почалося злиття ядер, їх потрібно зблизити впритул – щоб вступили в дію ядерні сили. Для такого зближення потрібно подолати кулонівське […]...
- Термоядерна реакція Загальновідомо, що при розподілі важких ядер атомів під час ядерних реакцій виділяється велика кількість енергії. Проте вдалося встановити, що при злитті легких ядер виділяється ще більша кількість енергії. Такі реакції назвали термоядерними. Природа термоядерних реакцій Термоядерні реакції – це реакції злиття легких ядер, що протікають при високих температурах з виділенням великої кількості енергії. Синтез гелію […]...
- Що таке енергія атома? Вчені століттями вважали атом неподільною часткою. Потім виявили, що його можна “розібрати” на складові частини, але це стосувалося тільки ядра і електронів, само атомне ядро все ще продовжували вважати неподільним. І тільки наприкінці XIX століття було встановлено, що ядра атомів теж можуть розпадатися на частини, випускаючи промені і тепло. Це явище було названо радіоактивністю. А […]...
- Хімічна реакція. Збереження маси Хімічна реакція – це процес, в результаті якого з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом і (або) будовою. Перетворення речовин супроводжується зовнішніми ознаками: утворенням осаду чи газу, зміною кольору, виділенням або поглинанням теплоти, появою запаху та ін. При хімічних реакціях розриваються старі і утворюються нові зв’язки між атомами, при цьому – […]...
- Ядерна енергетика США Ядерна енергетика в Сполучених Штатах багато в чому залежить від імпортного урану. У 2011 році видобуток урану в США забезпечила 8% уранового концентрату, що завантажується в ядерні реактори. Інша частина була імпортована. Основними джерелами імпортного урану стали Росія, Канада, Австралія, Казахстан і Намібія. У 2013 році чотири старіючих реактора в США були остаточно закриті до […]...
- Енергія зв’язку нуклонів у ядрі Енергією зв’язку називається енергія, яку необхідно затратити для того, щоб розщепити ядро. Її звичайно виражають у мегаелектронвольтах (Мев) (1 Мев= 1,6 – 10-13Дж). Стійкість атомного ядра характеризується енергією зв’язку (Езв). Під енергією зв’язку ядра розуміється енергія, необхідна для повного розщеплення ядра на окремі нуклони. Базуючись на законі збереження енергії можна сказати, що енергія зв’язку дорівнює […]...
- Як працює ядерний реактор? Активна зона ядерного реактора – зосередження найбільш концентрованого виду енергії з усіх, що використовуються в даний час, – розташована в сталевій оболонці з 15-сантиметровими стінками. Активна зона містить уран-235 у вигляді таблеток, завантажених в сотні трубок з нержавіючої сталі, кожна з яких має довжину близько трьох метрів. Атоми урану-235 піддаються ланцюгової реакції ядерного ділення, під […]...
- Ядерний реактор Ядерний реактор – це установка, що містить ядерне паливо, у якому здійснюється керована ланцюгова реакція поділу. Ядра урану, особливо ізотопу , найбільш ефективно захоплюють повільні нейтрони, ймовірність захоплення яких діленням ядер в сотні разів більше, ніж швидких. Тому в ядерних реакторах, що працюють на природному урані, використовують сповільнювачі нейтронів для підвищення коефіцієнта розмноження нейтронів. Основними […]...
- Склад ядра Ядра складаються з протонів p і нейтронів n, для яких часто використовується загальна назва – нуклони (від лат. Nucleus – “ядро”). Ядро атома хімічного елемента з порядковим номером Z обов’язково містить саме Z протонів. Число нейтронів N в ядрі може бути різним. У легких і середніх ядер число протонів і нейтронів приблизно однаково. Загальна кількість […]...
- Склад атомного ядра: масове і зарядове число Як відомо, в даний час, загальноприйнятою є планетарна модель атома, за якою атом являє собою ядро, що володіє позитивним зарядом, навколо якого на досить великій порівняно з розмірами ядра відстані обертаються негативно заряджені електрони. Склад атомного ядра Дослідження показали, що ядро атома – це не єдине цілісне утворення, воно складається з більш дрібних частинок. Колись […]...
- Енергія зв’язку і дефект мас Нуклони всередині ядра утримуються ядерними силами. Їх утримує певна енергія. Виміряти цю енергію безпосередньо досить складно, однак можна зробити це побічно. Логічно припустити, що енергія, яка потрібна для розриву зв’язку нуклонів в ядрі, буде дорівнює чи більше тієї енергії, яка утримує нуклони разом. Енергія зв’язку та енергія ядра Цю прикладену енергію вже легше виміряти. Зрозуміло, […]...
- Хімічні реакції та тепло Хімічні реакції, або виділяють тепло в навколишнє середовище, або навпаки поглинають його. Якщо у нас енергія вихідних речовин вище енергії одержані від реакції, то зайва енергія виділиться у вигляді тепла. Якщо навпаки, то це тепло буде потрібно добрати. Тепловий ефект (теплоту реакції) записують буквою Q (в килоджоулях = кДж). Такі рівняння називають термохімічними і в […]...
- Що таке ізотопи При вивченні властивостей радіоактивних елементів було виявлено, що у одного і того ж хімічного елемента можна зустріти атоми з різною масою ядра. Заряд ядра при цьому вони мають однаковий, тобто це не домішки сторонніх речовин, а те ж саме речовина. Що таке і чому існують ізотопи У періодичній системі Менделєєва і даний елемент, і атоми […]...
- Будова атома: визначення Навколо ядра на значній відстані від нього обертаються електрони – негативно заряджені частинки, сумарний заряд яких нейтралізує позитивний заряд ядра і робить атом электронейтральным. Електрони утворюють електронну оболонку атома. Ядро атома складається з нуклонів N – протонів p+ (позитивно заряджених частинок) і нейтронів n0 (нейтрально заряджених частинок), тобто N=p+n Число протонів відповідає порядковому номеру елемента […]...
- Виділення і поглинання тепла при хімічних реакціях При всіх хімічних реакціях відбуваються поглинання і виділення енергії. Коли хімічні зв’язки розриваються, виділяється енергія. Завдяки їй утворюються нові хімічні зв’язки. Якщо енергії процесів близькі, то тепловий ефект реакції наближається до нуля. Якщо енергії виділяється більше, ніж поглинається, то під час реакції виділяється тепло, і вона називається екзотермічної (від “екзо” – “зовнішній”). Якщо енергії виділяється […]...
- Що таке масове число атомного ядра Що таке масове число атомного ядра? Масове число чисельно дорівнює сумі нейтронів і протонів ядра. Його позначають буквою А. Поняття “масове число” з’явилося в зв’язку з тим, що маса ядра обумовлена числом ядерних частинок. Як пов’язані між собою маса ядра і кількість частинок? Давайте з’ясовувати. Будова атома Будь-атом складається з ядра і електронів. Крім атома […]...
- Атомна електростанція: цікаві факти Перша в світі атомна електростанція (АЕС), побудована в місті Обнінську під Москвою, дала струм в червні 1954 року. Потужність її була скромною – 5 МВт. Однак вона зіграла роль експериментальної установки, де накопичувався досвід експлуатації майбутніх великих АЕС. Вперше була доведена можливість виробництва електричної енергії на основі розщеплення ядер урану, а не за рахунок спалювання […]...
- Реакція Дюма Реакція Дюма – це взаємодія солей карбонових кислот з лугами при сплаву. Відноситься до реакцій декарбоксилювання солей карбонових кислот. Декарбоксилирування – це відщеплення (елімінування) молекули вуглекислого газу з карбоксильної групи (-COOH) або органічної кислоти або карбоксилатної групи (-COOMe) солі органічної кислоти. Як правило, декарбоксилирування протікає при нагріванні з кислотами або лугами. Найскладніше відщепити діоксід вуглецю […]...
- Ядро атома Як відомо, при хімічних реакціях атоми хімічних елементів не змінюються. Вони лише переходять з однієї речовини в іншу. Довгий час вважалося, що атоми неподільні взагалі. Проте пізніше було з’ясовано, що атоми також складаються з окремих дрібніших частинок. Д. І. Менделєєв, складаючи періодичну таблицю, брав за основу атомну масу. Однак було незрозуміло, чому атоми з близької […]...
- Ядерні сили, дефект маси Здавалося б, що відповідно до закону Кулона, позитивні протони повинні були б відштовхуватися. Проте, насправді ядра атомів досить міцні освіти. Вважають, що найбільш ймовірно ядерні сили виникають в процесі безперервного обміну між нуклонами за допомогою особливих частинок (квантів ядерного поля), які назвали пі-мезонами. Ядерні сили значні тільки на дуже малих відстанях, порівнянних з діаметром самих […]...
- Будова атома. Ядро (протонів, нейтронів) Атом – це електронейтральна частка, що складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. Ядро атома складається з частинок двох видів – протонів і нейтронів. Протони – позитивно заряджені частинки з зарядом +1, а нейтрони не мають заряду. Весь позитивний заряд ядра створюється протонами, загальне число яких дорівнює заряду ядра. Маси протона і нейтрона […]...
- Реакція осідання еритроцитів При стоянні крові, до якої для усунення згортання додано протизсідні речовини, відбувається поступове осідання еритроцитів. Реакція осідання еритроцитів (або скорочено РВЕ) залежить від співвідношення альбумінів і глобулінів в плазмі крові. Швидкість осідання еритроцитів знаходиться також в лінійній залежності від кількості еритроцитів. Чим більше еритроцита, тим повільніше вони осідають. Об’єм еритроцитів не робить впливу на РВЕ, […]...
- Хімічні рівняння: пояснення Хімічне рівняння – це умовне зображення хімічної реакції за допомогою хімічних формул речовин, числових коефіцієнтів і математичних символів. При запису хімічних рівнянь повинен суворо дотримуватися закон збереження маси: маси вступили в реакцію речовин, дорівнюють масі продуктів реакції. Хімічна реакція – процес, при якому речовини, що володіють певним складом і властивостями, перетворюються в інші речовини – […]...
- Класифікація реакцій за тепловим ефектом За тепловим ефектом реакції поділяють на екзотермічні і ендотермічні. Екзотермічні реакції – це реакції, що супроводжуються виділенням енергії у формі теплоти (+ Q). До таких реакцій відносяться майже всі реакції з’єднання. Винятки – реакція азоту з киснем з утворенням оксиду азоту (II) – ендотермічна: N2 + O2 = 2NO – Q Реакція газоподібного водню з […]...
- Як працює ядерний (атомний) реактор Ядерний реактор працює злагоджено і чітко. Інакше, як відомо, буде біда. Але що там діється всередині? Спробуємо сформулювати принцип роботи ядерного (атомного) реактора коротко, чітко, з зупинками. По суті, там твориться той же процес, що і при ядерному вибуху. Тільки ось вибух відбувається дуже швидко, а в реакторі все це розтягується на тривалий час. У […]...
- Типи хімічних реакцій – коротко Існує величезна безліч різних хімічних реакцій і кілька способів їх класифікації. Найчастіше хімічні реакції класифікують за кількістю та складом реагентів і продуктів реакції. За цією класифікацією виділяють чотири типи хімічних реакцій – це реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну. Реакція сполуки – це реакція, реагентами якої є два або кілька простих або складних речовин, а продуктом […]...
- Реакція Манту На сьогоднішній день суперечки про реакцію Манту, її діагностичної цінності, оптимальні терміни проведення цієї проби і про доцільність її використання є, напевно, найбільш спекотними і незатухающими. Маса повідомлень, які передруковуються в великій кількості ЗМІ (і при цьому достовірність фактів в найпершій замітці не завжди перевіряється), настороженість батьків і їх небажання піддавати своє улюблене чадо на […]...
- Види хімічних реакцій в неорганічній хімії А) Класифікація за кількістю вихідних матеріалів: Розкладання – внаслідок цієї реакції, з одного наявного складного речовини, утворюються два або кілька простих, а так же складних речовин. Приклад: 2Н2O2 → 2Н2O + O2 З’єднання – це така реакція, при якій з двох і більше простих, а також складних речовин, утворюється одне, але більш складне. Приклад: 4Al […]...
- Основний закон радіоактивного розпаду Явище радіоактивності було відкрито в 1896 р А. Беккерелем, який спостерігав спонтанне випущення солями урану невідомого випромінювання. Незабаром Е. Резерфорд і подружжя Кюрі встановили, що при радіоактивному розпаді испускаются ядра Чи не (α-частинки), електрони (β-частинки) і жорстке електромагнітне випромінювання (γ-промені). У 1934 р був відкритий розпад з вильотом позитронів (β + – розпад), а в […]...
- Структура атома Атом – найменша частинка елемента, що володіє його хімічними властивостями. До початку 20 століття в науці існувала думка, що атом – неподільна частка. Однак, це виявилося не так. Насправді в атом входять, так звані, субатомні частинки. Для хіміків особливий інтерес представляють: протон, нейтрон і електрон: Частка Символ Заряд Маса (г) Маса (а. е. м.) Розташування […]...
- Нуклонна модель Після того, як Дж. Чедвік відкрив існування нейтрона одночасно кілька вчених припустило, що ядро складається з протонів і нейтронів. Структурні частки ядра одним словом були названі нуклонами. Як характеристики ядра використовують Зарядове число, що дорівнює кількості протонів, яке позначається буквою Z. Для визначення заряду ядра необхідно Зарядове число помножити на величину елементарного заряду. Так як, […]...
- Реакція хижака на збільшення чисельності жертв Обмеження зростання популяції жертв хижаками можливо, якщо у відповідь на збільшення чисельності жертв буде зростати питомий (т. Е. Доводиться в середньому на одну особину жертв) споживання їх хижаками. Подібне посилення преса хижаків в принципі може відбуватися, по-перше, за рахунок зростання середнього раціону однієї особини хижака, а по-друге, за рахунок збільшення чисельності популяції хижака. Очевидно, перший […]...
- Реакція інших людей Для людини, яка знаходиться в суспільстві інших людей, це першочергове бажання, мати відносно себе реакцію з боку інших людей. Як істоти соціальні, і в значній мірі залежать від думки і поведінки щодо оточуючих нас, для нас важливо, щоб ці навколишні реагували на нас взагалі. Ми звичайно можемо обманювати себе, стверджуючи, що нам плювати на думку […]...
- Для чого потрібна атомна енергія? Атоми, з яких складається матерія, містять в собі величезну кількість енергії, званої атомної, або ядерної. Центр атома називається атомним ядром. У радіоактивних елементів (торій, радій, уран, технецій, полоній і т. д.) Ядра можуть розщеплюватися, вивільняючи при цьому значна кількість енергії, в тому числі у вигляді тепла. При розщепленні ядра з нього вилітають нейтрони та інші […]...
- Ядерні реакції – доповідь Минула тема зачіпала процеси, що дозволяють розщепити ядро на складові частини. Зараз ми поговоримо з Вами, яким чином це може статися. Безліч вчених проводили досліди над радіоактивними елементами. Вони прагнули змінити період радіоактивного розпаду елементів під дією зовнішніх сил, підвищуючи температуру, поміщаючи частку в магнітне поле, а також багато інших експериментів, що включають в себе […]...
- Хімічні реакції: приклади і аналіз Під час хімічних реакцій з одних речовин утворюються інші (не плутати з ядерними реакціями, в яких один хімічний елемент перетворюється в інший). Реагенти – це речовини, які вступають в хімічну реакцію. Продукти реакції – це речовини, які отримані після хімічної реакції. Будь-яка хімічна реакція описується хімічним рівнянням: Реагенти → Продукти реакції Стрілка вказує напрямок протікання […]...
- Хімічна рівновага Повернемося до процесу виробництва аміаку, що виражається рівнянням: N2 (г) + 3H2 (г) → 2NH3 (г) Перебуваючи в закритому об’ємі, азот і водень з’єднуються і утворюють аміак. Доки буде протікати цей процес? Логічно припустити, що до тих пір, поки будь-якої з реагентів не закінчиться. Однак, в реальному житті це не зовсім так. Справа в тому, […]...