ယူရေနီယံအရေးပါ၏ Fission ။ ကွင်းဆက်တုံ့ပြန်မှု။ လုပ်ငန်းစဉ်များ၏ဖော်ပြချက်

စွမ်းအင်၏ကြီးမားသောငွေပမာဏ၏လွတ်မြောက်မှုကိုအားဖြင့်နောက်တော်သို့လိုက်ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့်ညီမျှအလေးချိန်နှစ်ခုအပိုင်းအစများ, သို့မိုးသည်းထန်စွာအက်တမ်ခွဲ - အဓိကခွဲဝေ။

ခေတ်သစ်တစ်ခု၏နျူကလီးယား fission က start ၏ရှာဖွေတွေ့ရှိမှု - "အနုမြူဗုံးအသက်အရွယ်" ။ ယင်း၏ဖြစ်နိုင်သောအသုံးပြုမှုများ၏အလားအလာနှင့်၎င်း၏အသုံးပြုမှုကနေအကျိုးခံစားရဖို့အန္တရာယ်၏ချိန်ခွင်လျှာ, လူမှုနိုင်ငံရေး, စီးပွားရေးနှင့်သိပ္ပံဆိုင်ရာအောင်မြင်မှုတွေအများကြီးမှမြင့်တက်, ဒါပေမယ့်လည်းအလေးအနက်ပြဿနာကိုပေး၏မသာ။ တောင်မှအမြင်တစ်ခုသက်သက်သာသိပ္ပံနည်းကျအချက်အနေနျူကလီးယား fission ဖြစ်စဉ်ကိုပဟေဠိများနှင့်ပြဿနာများ၏ကြီးမားသောအရေအတွက်ကဖန်တီး, ထိုသို့များအတွက်ပြည့်စုံသီအိုရီရှင်းပြချက်အနာဂါတ်အရာဖြစ်၏။

မျှဝေခြင်း - အကျိုးရှိသော

(nucleon နှုန်း) binding စွမ်းအင်ကွဲပြားခြားနားသောအရေးပါအတွက်ကွာခြား။ လေးလံသည် Periodic table ၏အလယ်တွင်တည်ရှိသောကြောင့်ထက်နိမ့်စည်းနှောင်စွမ်းအင်ရှိသည်။

ဤသည်မိုးသည်းထန်စွာအရေးပါသည့်အနုမြူဗုံးရသောဆိုလိုသည် ထက် သာ. ကြီးမြတ်အရေအတွက်က 100, အားသာချက်များအားဖြင့်၎င်းအပိုင်းအစများ၏ kinetic စွမ်းအင်သို့ကူးပြောင်းကြောင်းစွမ်းအင်ထုတ်နှစ်ခုသေးငယ်အပိုင်းအစများသို့ပိုင်းခြားလေ၏။ ဤဖြစ်စဉ်ကိုကွဲဟုခေါ်သည် အနုမြူဗုံးနျူကလိယ။

နျူထရွန်ပိုလေးနျူကလိယဘို့တည်ငြိမ် nuclides ကနေပရိုတွန်၏အရေအတွက်ကို၏မှီခိုပြသသောတည်ငြိမ်မှုကွေး, နှင့်အညီပိုမိုပေါ့ပါးထက် (ပရိုတွန်၏အရေအတွက်ကိုနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါ) နျူထရွန်၏ပိုကြီးတဲ့အရေအတွက်ကပိုနှစ်သက်။ ဤအပိုင်းခြားမှုလုပ်ငန်းစဉ်များအပြင်အချို့ "အားလပ်ချိန်မှာ" နျူထရွန်ထုတ်လွှတ်လိမ့်မည်ဟုအကြံပြုထားသည်။ ထို့ပြင်၎င်းတို့သည်လည်းဖြန့်ချိစွမ်းအင်အချို့ကိုကျော်ယူပါလိမ့်မယ်။ ဦး→ ^{238 145 90,} La + Br + 3n: ယူရေနီယမ်အက်တမ်၏လေ့လာမှု fission ဒီနျူထရွန် 3-4 ထုတ်ပေးကြောင်းပြသခဲ့သည်။

အဆိုပါအပိုင်းအစ၏အက်တမ်နံပါတ် (နှင့်အနုမြူဗုံးအစုလိုက်အပြုံလိုက်) တစ်ဝက်ကိုညီမျှမဟုတ်ပါဘူး ဟာအနုမြူဗုံးအစုလိုက်အပြုံလိုက် မိဘ၏။ cleavage ၏ရလဒ်အဖြစ်ဖွဲ့စည်းခဲ့အက်တမ်၏အထုအကြားခြားနားချက်သို့သော်များသောအားဖြင့်အကြောင်းကို 50. ဖြစ်ပါတယ်, ဒီအဘို့အကြောင်းပြချက်သေးလုံးဝရှင်းရှင်းလင်းလင်းမသိရပါဘူး။

အသီးသီး ²³⁸ ဦး, ^145, La Br ⁹⁰ ဖြစ်ကြသည် 1803, 1198 နဲ့ 763 MeV ၏စည်းနှောင်စွမ်းအင်။ ဤသည်စွမ်းအင်တုံ့ပြန်မှုကနေရရှိလာတဲ့ယူရေနီယမ် fission တန်းတူ 1198 + 158 = 763-1803 MeV ဖြန့်ချိကြောင်းဆိုလိုသည်။

အလိုအလျောက် fission

အလိုအလျောက်ပိုင်းခြားဖြစ်စဉ်များသဘောသဘာဝတွင်ထင်ရှား, ဒါပေမဲ့သူတို့ကအရမ်းရှားပါးဖြစ်ကြ၏။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်၏ပျမ်းမျှသက်တမ်းဥပမာအားဖြင့် radionuclide ၏ alpha-ယိုယွင်း၏ပျမ်းမျှသက်တမ်း 10 ¹¹ ဖြစ်ပါသည်, 10 ^{17 ဖြစ်ပြီး, ။}

ဒီအကြောင်းပြချက်နှစ်ခုအစိတ်အပိုင်းများသို့ခွဲထုတ်နိုင်ဖို့အတွက်အဓိကပထမဦးဆုံးနှစ်ဦးကိုအပိုင်းအစများသို့ကြိုတင်နောက်ဆုံး cleavage ရန်, ထို့နောက်တစ်ဦး ellipsoidal form မှာပုံပျက်သော (လမ်းပိုင်း) ခံယူနှင့်ရမယ်ဆိုတာပါပဲအလယ်၌တစ်ဦး "လည်ပင်း" ဖွဲ့စည်းထားပါသည်။

အလားအလာရှိသောအတားအဆီး

နှစ်ခုတပ်ဖွဲ့များ၏အဓိကမှာပုံပျက်သောပြည်နယ်ဖြစ်သည်။ သူတို့ထဲကတစ်ခုမှာ - တိုးမြှင့မျက်နှာပြင်စွမ်းအင် (အရည်မျက်ရည်စက်လေးတွေ၏မျက်နှာပြင်တင်းမာမှုက၎င်း၏အလင်းဆုံပုံသဏ္ဍာန်ကရှင်းပြသည်), နှင့်အခြားသော - ထို fission အပိုင်းအစများအကြား Coulomb ရှံမု။ အတူတူသူတို့ကအလားအလာရှိအတားအဆီးထုတ်လုပ်ရန်။

ယူရေနီယမ်အက်တမ်အရေးပါ၏အလိုအလျောက် fission ပေါ်ပေါက်ဖို့ alpha ယိုယွင်း၏ဖြစ်ရပ်၌ရှိသကဲ့သို့, ထိုအပိုင်းအစများကွမ်တမ် tunneling အားဖွငျ့ဤအတားအဆီးကိုကျော်လွှားရမည်ဖြစ်သည်။ အဆိုပါအတားအဆီး alpha-ယိုယွင်း၏ဖြစ်ရပ်၌ရှိသကဲ့သို့အကြောင်းကို 6 MeV ဖြစ်ပါတယ်, ဒါပေမယ့်α-အမှုန်များ၏ဥမင်များ၏ဖြစ်နိုင်ခြေဟာအများကြီးပိုမိုလေးလံထုတ်ကုန်ပိုင်းခြားအက်တမ်ထက်သိသိသာသာကြီးမြတ်တော်မူ၏။

အတင်းအကျပ်ပျက်စီးခြင်း

ပိုပြီးဖွယ်ရှိယူရေနီယံအရေးပါ၏ fission သွေးဆောင်သည်။ ဤကိစ္စတွင်ခုနှစ်, မိဘနျူကလိယနျူထရွန်နှင့်အတူ irradiated ဖြစ်ပါတယ်။ ကစုပ်ယူမိဘတစ်ဦးလျှင်, သူတို့ကအလားအလာရှိအတားအဆီးကိုကျော်လွှားရန်လိုအပ် 6 MeV ကျော်လွန်နိုင်သည်ကိုတုန်ခါမှုစွမ်းအင်၏ပုံစံအတွက် binding စွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်ခညျြနှောငျနေကြသည်။

အပိုဆောင်းနျူထရွန်စွမ်းအင်အလားအလာအတားအဆီးကိုကျော်လွှားရန်မလုံလောကျသည်အဘယ်မှာရှိ, ထိုအဖြစ်အပျက်နျူထရွန်အက်တမ်၏အပိုင်းခြားသွေးဆောင်နိုင်ရာနိုင်ရန်အတွက်နိမ့်ဆုံး kinetic စွမ်းအင်ရှိရမည်။ ²³⁸ ၏အမှု၌ဦးအပိုဆောင်းနျူထရွန်စည်းနှောင်စွမ်းအင်အကြောင်းကို 1 MeV ပျောက်နေသည်။ ဤသည်ယူရေနီယမ်အရေးပါ၏ fission 1 MeV ထက် သာ. ကြီးမြတ်တဲ့ kinetic စွမ်းအင်နှင့်အတူသာနျူထရွန်သွေးဆောင်ဆိုလိုသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင် ²³⁵ ဦးအိုင်ဆိုတုပ်တဦးတည်း unpaired နျူထရွန်ရှိပါတယ်။ တစ်နျူကလိယနောက်ထပ်စုပ်ယူသည့်အခါအဲဒါကိုနှင့်အတူစုံတွဲတစ်တွဲဖြစ်ပေါ်လာသောနှင့်တစ်ဦးအပိုဆောင်းစည်းနှောင်စွမ်းအင်ကဒီတွဲဖက်မှု၏ရလဒ်ဖြစ်ပါသည်။ ဒါဟာနျူကလိယနှင့်မည်သည့်နျူထရွန်နှင့်အတူတစ်တိုက်မှုဖြစ်ပွားခဲ့သည်အိုင်ဆိုတုပ်၏ဌာနခွဲများ၏အလားအလာအတားအဆီးကိုကျော်လွှားရန်လိုအပ်သည့်စွမ်းအင်၏ပမာဏလွှတ်ပေးရန်လုံလောက်သောဖြစ်ပါတယ်။

beta ကိုယိုယွင်း

အဆိုပါ fission တုံ့ပြန်မှုသုံးလေးနျူထရွန်တို့ကထုတ်လွှတ်နေကြတယ်ဆိုတဲ့အချက်ကိုနေသော်လည်းအပိုင်းအစများနေဆဲသူတို့ရဲ့တည်ငြိမ် isobars ထက်ပိုနျူထရွန်ဆံ့။ ဒါက cleavage အပိုင်းအစများ beta ကိုယိုယွင်းရိုသေလေးစားမှုနှင့်အတူယေဘုယျအားဖြင့်မတည်မငြိမ်ဖြစ်ကြောင်းကိုဆိုလိုတယ်။

ယူရေနီယမ်၏နျူကလိယ ²³⁸ ဦး၏ကွဲပြားအခါဥပမာ, = 145 ¹⁴⁵ တစ်ဦးနှင့်အတူတည်ငြိမ် isobars သုံးအဆင့်သို့အပိုင်းအစစင် lanthanum, La ¹⁴⁵ ပြိုကွဲတစ်တည်ငြိမ် nuclide ဖွဲ့စည်းသည်တိုင်အောင်အအီလက်ထရွန်နှင့်တစ်ဦး neutrino ဖြာနေဖြင့်တစ်ဦးချင်းစီအချိန်ဆိုလိုတာက Nd သည် ND ဖြစ်ပါသည်။ = 90 ⁹⁰ တစ်ဦးနှင့်အတူတည်ငြိမ် isobars ဇာကွန်နီယမ် ZR ဒါ cleavage အပိုင်းအစ bromo Br β-ယိုယွင်းငါးအဆင့်ကွင်းဆက်သို့ ⁹⁰ ပြိုကွဲဖြစ်ပါတယ်။

ဤရွေ့ကားကွင်းဆက်β-ယိုယွင်းပျောက်လုနီးပါးအပေါငျးတို့သအီလက်ထရွန်နှင့်တစ်ဦး neutrino ၏ယူသွားတတ်၏ထားတဲ့အပိုစွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်မှု။

နျူကလီးယားတုံ့ပြန်မှု: ယူရေနီယမ် fission

ယင်းနျူကလိယ၏တည်ငြိမ်မှုကိုသေချာစေရန်သူတို့ထဲကလည်းအမြောက်အများနှင့်အတူနျူထရွန်ဓါတ်ရောင်ခြည်ကနေတိုက်ရိုက် nuclide မဖြစ်နိုင်ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီမှာအမှတ်မပါ Coulomb ရှံမုရှိကွောငျးဖြစ်တယ်, ဒါကြောင့်မျက်နှာပြင်စွမ်းအင်မိဘကြောင့်နျူထရွန်ကိုဆက်လက်ထိန်းသိမ်းရန်ကြတယ်။ မည်သို့ပင်ဆိုစေကာ, ကတစ်ခါတစ်ရံတွင်တွေ့ကြုံတတ်၏။ ဥပမာအားဖြင့်, ပထမဦးဆုံး beta ကို-ယိုယွင်းအတွက် fission အပိုင်းအစ Br ⁹⁰ တစ်ဦးကရူပတွန်-90, မျက်နှာပြင်စွမ်းအင်ကိုကျော်လွှားရန်လုံလောက်သောစွမ်းအင်နဲ့စိတ်လှုပ်ရှားပြည်နယ်တည်ရှိသောစေခြင်းငှါအရာထုတ်လုပ်သည်။ ဤကိစ္စတွင်ခုနှစ်တွင်နျူထရွန်ဓါတ်ရောင်ခြည်တစ်ဦးကရူပတွန်-89 ဖွဲ့စည်းရန်တိုက်ရိုက်ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ ဤသည် isobars ဟာရူပတွန်-89 အဆင့်သုံးဆင့်ခွဲခြားကြောင်းနိုင်အောင်သေး, အတည်ငြိမ်ယူထရီရမ်-89 သို့သွားမထားပါဘူးနေဆဲ beta ကို-ယိုယွင်းရိုသေလေးစားမှုနှင့်အတူမတည်မငြိမ်ဖြစ်ပါတယ်။

ယူရေနီယံ fission: Chain တုံ့ပြန်မှု

အဆိုပါ cleavage တုံ့ပြန်မှုအတွက်ထုတ်လွှတ်နျူထရွန်ထို့နောက် Self-သွေးဆောင် fission ခြင်းကိုသည်းခံသောကတခြားမိဘ-နျူကလိယ, ကစုပ်ယူနိုင်ပါတယ်။ ဒါကြောင့်သူတို့ကဒီ nuclide တစ်ဦးထပ်မံကွဲပြားခြင်းမဖြစ်စေနိုင်ပါတယ်လျော့နည်း 1 MeV (- - 158 MeV အများစု kinetic စွမ်းအင် cleavage အပိုင်းအစများသို့ကူးပြောင်းယူရေနီယမ်အဓိက၏ fission အတွက်ဖြန့်ချိစွမ်းအင်) ထက်စွမ်းအင်နှင့်အတူထွက်ပျေါပေါကျထားတဲ့ယူရေနီယမ်-238 သုံးနျူထရွန်၏အမှု၌တည်၏။ ဤအဖြစ်သည်နျူထရွန် ²³⁵ ဦး၏အရေးပါခြင်းဖြင့်ဖမ်းမိနိုင်ပါတယ်ရှားပါးအိုင်ဆိုတုပ်ဦး ²³⁵ ၏သိသာထင်ရှားသောအာရုံစူးစိုက်မှုရှိလျှင်ဤကိစ္စတွင်အတွက်ဌာနခွဲသွေးဆောင်မထားအောက်တွင်ဖော်ပြထားသောမျှစွမ်းအင်တံခါးခုံလည်းမရှိကတည်းကသို့သော်ကြောင့်အမှန်တကယ်, cleavage ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။

ဤသည်မှာနိယာမကွင်းဆက်တုံ့ပြန်မှုဖြစ်ပါတယ်။

နျူကလီးယားတုံ့ပြန်မှုအမျိုးအစားများ

ဇာတ်စင်အတွက်ထုတ်လုပ်နျူထရွန်များ၏အရေအတွက်အားဖြင့်အပိုင်းပိုင်းခွဲကွင်းဆက်၏ခြေလှမ်းဎအတွက် fissile ပစ္စည်းနမူနာထုတ်လုပ်နျူထရွန်အရေအတွက်, ဎ - - 1. ဒီအရေအတွက်ကခြေလှမ်းဎထုတ်လုပ်နျူထရွန်၏နံပါတ်ပေါ်မူတည်ပါလိမ့်မယ် - ဋကြစို့ 1, အဓိကကစုပ်ယူနေကြတယ်, အရာ သွေးဆောင် fission ခံယူနိုင်ပါတယ်။

•အပေါ် 1 <ဋလျှင်, ကွင်းဆက်တုံ့ပြန်မှုရေနွေးငွေ့ထဲကရိုးရိုးဖြစ်ပြီးထိုလုပ်ငန်းစဉ်သည်အလွန်လျင်မြန်စွာရပ်တန့်ပါလိမ့်မယ်။ ဒါကသဘာဝတွင်မည်သို့ဖြစ်ပျက်ဖြစ်ပါတယ် ယူရေနီယမ်သတ္တုရိုင်း, ^{235 ဦး၏အာရုံစူးစိုက်မှုတစ်ခုနျူထရွန်များ၏စုပ်ယူ၏ဖြစ်နိုင်ခြေဒီအိုင်ဆိုတုပ်အလွန်လျှစ်နိုင်အောင်သေးငယ်တဲ့အရာပါ။}

•ဋ> 1 လျှင်, ကွင်းဆက်တုံ့ပြန်မှုနေသမျှကာလပတ်လုံး fissile ပစ္စည်းအားလုံးအသုံးပြုမည်မဟုတ်ပါအဖြစ်ကြီးထွားဖို့ဆက်လက်ပါလိမ့်မယ် (ထိုအက်တမ်ဗုံး) ။ ဤသည်ယူရေနီယမ်-235 များ၏လုံလုံလောက်လောက်မြင့်မားသောအာရုံစူးစိုက်မှုရယူသဘာဝသတ္တုရိုင်းတပုဒ်ကိုခြင်းဖြင့်အောင်မြင်သည်။ အဆိုပါနယ်ပယ်များအချင်းဝက်အပေါ်မှီခိုဖြစ်သည့်နျူထရွန်စုပ်ယူမှုများ၏ဖြစ်နိုင်ခြေနှင့်အတူအလင်းဆုံနမူနာတန်ဖိုးကိုဋတိုးသည်။ ထို့ကြောင့်ဦးအလေးချိန်ယူရေနီယမ် (ကွင်းဆက်တုံ့ပြန်မှု) ၏ fission တစ်အချို့ဝေဖန်အစုလိုက်အပြုံလိုက်ပေါ်ပေါက်နိုင်ထက်ကျော်လွန်ရပါမည်။

ဋ = 1 ပါလျှင်•, ထို့နောက်တစ်ဦးထိန်းချုပ်ထားတုံ့ပြန်မှုလည်းမရှိ။ ဒါဟာအတွက်အသုံးပြုသည် နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖို။ အဆိုပါလုပ်ငန်းစဉ်နျူထရွန် (ဤဒြပ်စင်နျူထရွန်ဖမ်းယူနိုင်စွမ်းရှိပါတယ်) ၏အများဆုံးစုပ်ယူထားတဲ့သယံဇာတသို့မဟုတ်ဘိုရွန်၏ယူရေနီယံချောင်းတွေတို့တွင်ဖြန့်ဖြူးထိန်းချုပ်ထားသည်။ ဒါဟာအလိုအလျောက်ဋတန်ဖိုးကိုတဦးတည်းညီမျှဖြစ်နေဆဲသို့မှသာလှံတံရွေ့လျားခြင်းဖြင့်ထိန်းချုပ်ထားသည်ယူရေနီယမ် cores ခွဲဝေ။