Деление ядер урана Цепная ядерная реакция Деление

Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция

Деление ядер урана 1939 год - О. Ган и Ф. Штрассман открыли деление ядер урана: при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) – осколки деления и др.

Объяснение реакции деления на основе капельной модели

n Вероятность деления ядер определяется энергией активации — минимальной энергией, необходимой для осуществления реакции деления ядра. При энергиях возбуждения меньших чем энергия активации деления, деформация ядра-капли не доходит до критической (б), ядро не делится и возвращается в сновное энергетическое состояние, испустив γ -квант. При энергиях возбуждения больше энергии активации деления деформация капли достигает критического значения (в) образуется и удлиняется "перетяжка" в капле (г) и наступает деление (д).

Схема развития цепной реакции

Условия протекания ЦЯР n Коэффициентом размножения нейтронов k называется отношение числа нейтронов, возникающих в некотором звене реакции, к числу таких нейтронов в предшествующем звене. n Необходимое условие развития цепной реакции: k >1. Такая реакция называются развивающаяся реакция. При k =1 идет самоподдерживающаяся реакция. При k <1 идет затухающая реакция. n коэффициент размножения зависит от природы делящегося вещества, а для данного изотопа — от его количества, а также размеров и формы активной зоны — пространства, где происходит цепная реакция.

n Минимальные размеры активной зоны, при которых возможно осуществление цепной реакции, называется критическими размерами. n Минимальная масса делящегося вещества, находящегося в системе критических размеров, необходимая для осуществления цепной реакции, называется критической массой. n Цепные реакции делятся на управляемые и неуправляемые. Взрыв атомной бомбы — пример неуправляемой реакции. Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах.

Ядерный реактор Устройство, в котором поддерживается управляемая реакция деления ядер, называется ядерным (или атомным) реактором.

термоядерная реакция Реакции слияния легких ядер носят название термоядерных реакций, так как они могут протекать только при очень высоких температурах.

слияние ядер дейтерия и трития Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях в несколько раз превышает энергию, выделяющуюся в цепных реакциях деления ядер.