Википедија

Nuklearna fisija — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
Спашавам 1 извора и означавам 0 мртвим. #IABot (v2.0beta9)
Autobot (разговор | доприноси)
1.572.075 измена
м Разне исправке
Ред 84:
 
==== Izlaz ====
Tipični fisioni događaji otpuštaju oko dve stotine miliona [[Elektronvolt|-{eV}-]] (200 -{MeV}-) energije pri svakom fisionom događaju. Izbor izotopa ima malog uticaja na količinu oslobođene energije. To se može lako uočiti pregledom krive [[energija vezivanja|energije vezivanja]]. Prosečna energija vezivanja [[aktinoid]]nih jezgara počevši od uranijuma je oko 7,6 -{MeV}- po jezgru. Idući na levo duž krive energije vezivanja, gde se [[fisioni produkt]]i grupišu, lako se može uočiti da energija vezivanja fisionih produkata teži da bude oko 8,5 -{MeV}- po nukleonu. Stoga u svakom fisionom događaju izotopa u aktinoidnom opsegu mase, oko 0,9 -{MeV}- se oslobađa po nukleonu početnog elementa. Fisija -{U235}- sporim neutronom proizvodi skoro identičnu količinu energije sa fisijom -{U238}- brzim neutronom. Taj profil oslobađanja energije takođe važi za torijum i razne manje aktinoide.<ref name=ENS>{{cite web |last=Brünglinghaus|first=Marion|url=http://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/nuclear-fission.htm |title=Nuclear fission |publisher=European Nuclear Society |accessdate=2013-01-04. 01. 2013}}</ref>
 
U kontrastu s tim, većina reakcija [[hemijska reakcija|hemijske]] [[oksidacija|oksidacije]] (kao što su sagorevanje [[ugalj|uglja]] ili [[trinitrotoluen|TNT]]) oslobađaju u najboljem slučaju nekoliko [[Elektronvolt|-{eV}-]] po događaju. Stoga, nuklearno gorivo sadrži najmanje deset miliona puta više [[Gustina energije|korisne energije po jedinici mase]] nego hemijsko gorivo. Energija nuklearne fisije se oslobađa kao [[kinetička energija]] fisionih produkata i fragmenata, i kao [[elektromagnetno zračenje|elektromagnetna radijacija]] u obliku [[gama zraci|gama zraka]]; u nuklearnom reaktoru, energija se konvertuje u [[toplota|toplotu]] pošto se čestice i gama zraci sudaraju sa atomima od kojih je napravljen reaktor i njegovim [[radni fluid|radnim fluidom]], obično [[voda|vodom]] ili u nekim slučajevima [[teška voda|teškom vodom]] ili [[istopljena so|istopljenim solima]].
Ред 98:
Ostatak energije raspada (8,8 -{MeV}-/202,5 -{MeV}- = 4,3% totalne fisione energije) se emituje kao antineutrini, koji se kao praktična materija, ne smatraju „jonizacionom radijacijom“. Energija oslobođena u obliku antineutrina se ne zadržava materijalom reaktora kao toplota, nego direktno prolazi kroz sve materijale (uključujući Zemlju) brzinom koja je blizo brzine svetlosti, i odlazi u interplanetarni prostor (apsorbovana količina je zanemarljiva). Neutrinska radijacija se obično ne klasifikuje kao jonizaciona radijacija, pošto se skoro u potpunosti ne apsorbuje i stoga ne proizvodi efekte (mada su veoma retki neutrinski događaji jonizujući). Skoro celokupan ostatak radijacije (6,5% odložene beta i gama radijacije) se konačno konvertuje u toplotu u jezgru reaktora ili njegovom zaštitnom omotaču.
 
Neki procesi u kojima učestuvuju neutroni su primetni po apsorbovanju ili konačnom prinosu energije — na primer neutronska kinetička energija ne daje odmah toplotu ako je neutron zarobljen atomom uranijuma-238, čime se stvara plutonijum-239, ali se ta energija emituje ako kasnije dođe do fisije plutonijuma-239. Sa druge strane, takozvani [[odroloženi neutron]]i emitovani kao radioaktivni produkti raspada sa polu-životima do nekoliko minuta, iz produkata fisije, su veoma važni za [[fizika nuklearnig reaktora|kontrolu reaktora]], zato što oni daju karakteristično „reakciono“ vreme za udvostručavanje veličine totalne nuklearne reakcije, ako se reakcija odvija u „odloženoj kritičnoj“ zoni koja se namerno oslanja na te neutrone za superkritičnu lančanu reakciju (u kojoj svaki fisioni ciklus proizvodi više neutrona nego što ih apsorbuje). Bez njihovog postojanja, nuklearna lančana reakcija bi bila [[brza kritičnost|brzo kritična]] i povećala bi se brže nego što be se mogla kontrolisati ljudskom intervencijom. U tom slučaju, prvi eksperimentalni atomski reaktori bi otišli izvan kontrole u opasne i zbrkane „brze kritične reakcije“ pre nego što bi njihovi operatori mogli da ih ručno zaustave (iz tog razloga, dezajner [[Enrico Fermi|Enriko Fermi]] je uveo radijacijom kontra pobuđene kontrolne šipke, suspendovane elektromagnetima, koje mogu da automatski padnu u centar [[Čikago gomila-1|Čikago gomile-1]]). Ako su ti odloženi neutroni uzvaćeni bez izazivanja fisije, oni takođe proizvode toplotu.<ref>{{cite web|url=http://www.kayelaby.npl.co.uk/atomic_and_nuclear_physics/4_7/4_7_1.html |title=Nuclear Fission and Fusion, and Nuclear Interactions|publisher=National Physical Laboratory|accessdate=2013-01-04. 01. 2013}}</ref>
 
=== Jezgra produkta i energija vezivanja ===
Ред 104:
Kod fisije postoji preferencija u pogledu prinosa fragmenata sa parnim brojem protona, koja se naziva neparno-parnim efektom distribucije naelektirsanja fragmenata. Za razliku od toga, neparno-parni efekat nije uočen kod distribucije '''masenih brojeva''' fragmenata. Taj rezultat se objašnjava [[razlaganje nukleonskogog para pri fisiji|razlaganjem nukleonskog para]].
 
U nuklearno fisionim događajima jezgra se mogu razložiti u bilo koju kombinaciju lakših jezgara, ali najčešći događaj nije fisija do jezgara jednakih masa od oko 120; najčešći događaj (u zavisnosti od izotopa i procesa) je blago neravnomerna fisija u kojoj jedno novonastalo jezgro ima masu oko 90 do 100 -{'''u'''}- a drugo preostalih 130 do 140 -{'''u'''}-.<ref>{{cite journal|doi=10.1063/1.2137231 |url=http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.2137231 |authorlast=Bonneau|first=L. Bonneau |author2=P. Quentin |title=Microscopic calculations of potential energy surfaces: Fission and fusion properties|journal=AIP Conference Proceedings |volume=798 |accessdate=2008-07-28. 07. 2008 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20060929025926/http://t16web.lanl.gov/publications/bonneau2.pdf |archivedate= 29. 909. 2006|chapter= |year=2005|pages=77}}</ref> Neravnomerne fisije su energetski povoljnije jer se time omogućava jednom produktu da bude bliže energetskog minimuma u blizini mase 60 -{'''u'''}- (samo četvrtine prosečne fisibilne mase), dok drugo jezgro sa masom 135 -{'''u'''}- još uvek nije daleko od opsega najčvršće vezanog jezgra (još jedan način interpretacije je da su krive atomske [[energija vezivanja|energije vezivanja]] nešto strmije levo od mase 120 -{'''u'''}-, nego desno od nje).
 
== Vidi još ==
Ред 116:
== Literatura ==
{{refbegin|2}}
* {{citeCite book |ref=harv| title = DOE Fundamentals Handbook: Nuclear Physics and Reactor Theory Volume 1 | year = 1993 | publisher = U.S. Department of Energy | url = http://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v1.pdf | accessdate =03. 2012-01-03. 2012 | archive-url = https://web.archive.org/web/20140319145623/http://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v1.pdf | archive-date = 19. 03. 2014 | dead-url = yes | df = }}
* {{citeCite book |ref=harv| title = DOE Fundamentals Handbook: Nuclear Physics and Reactor Theory Volume 2 | year = 1993 | publisher = U.S. Department of Energy | url = http://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v2.pdf | accessdate =03. 2012-01-03. 2012 | archive-url = https://web.archive.org/web/20131203041437/http://energy.gov/sites/prod/files/2013/06/f2/h1019v2.pdf | archive-date = 03. 12. 2013 | dead-url = yes | df = }}
* -{G. H. Golub, J. M. Ortega: ''Wissenschaftliches Rechnen und Differentialgleichungen. Eine Einführung in die Numerische Mathematik''. Heldermann Verlag, Lemgo. {{page|year=1995|isbn=978-3-88538-106-8|pages=}}}-
* -{G. Oberholz: ''Differentialgleichungen für technische Berufe – vierte Auflage''. Verlag Anita Oberholz, Gelsenkirchen. {{page|year=1995|isbn=978-3-9801902-4-4|pages=}}}-
Ред 124:
* -{H. Stephani ''Differential Equations: Their Solution Using Symmetries.'' Edited by M. MacCallum, Cambridge University Press 1989.}-
* -{Benker, H.: "Differentialgleichungen mit MATHCAD und MATLAB", Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 2005.}-
* {{Cite book|ref=harv|last=Г|first=Бартоломей Г.. |last2=Д|first2=Байбаков В.. |last3=С|first3=Алхутов М.. |last4=А|first4=Бать Г..▼
* {{cite book
▲|last=Г|first=Бартоломей Г.. |last2=Д|first2=Байбаков В.. |last3=С|first3=Алхутов М.. |last4=А|first4=Бать Г..
|title = Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов
|location = M
Линија 132 ⟶ 131:
|ref = Бать и др.
}}
* {{Cite book|ref=harv|author = Камерон И.▼
* {{cite book
▲|author = Камерон И.
|title = Ядерные реакторы
|location = M
Линија 140 ⟶ 138:
|ref = Камерон
}}
* {{Cite book|ref=harv|author =Климов А.Н.▼
* {{cite book
▲|author =Климов А.Н.
|title = Ядерная физика и ядерные реакторы
|location = M
Линија 148 ⟶ 145:
|ref = Климов
}}
* {{Cite book|ref=harv|author = К. Н. Мухин▼
* {{cite book
▲|author = К. Н. Мухин
|title = Экспериментальная ядерная физика
|edition= 5-е
Линија 156 ⟶ 152:
|year = 1993
|volume = 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений
|idisbn=978-5-283-04080-6|ref = Мухин, т.1 ч.I
}}
* {{Cite book|ref=harv|author = К. Н. Мухин▼
* {{cite book
▲|author = К. Н. Мухин
|title = Экспериментальная ядерная физика
|edition = 5-е
Линија 166 ⟶ 161:
|year = 1993
|volume = 1. Физика атомного ядра. Ч. II. Ядерные взаимодействия
|idisbn=978-5-283-04081-3|ref = Мухин, т.1 ч.II
}}
* {{Cite book|ref=harv|author = Cyriel Wagemans▼
* {{cite book
▲|author = Cyriel Wagemans
|title = The Nuclear Fission Process
|edition = 1-е
|publisher = CRC Press
|year = 1991|isbn=978-0849354342
|isbn=978-0849354342
|ref = Wagemans
}}
* {{cite journal|last=Bohr|first=Niels|author2 = John Archibald Wheeler
|last=Bohr|first=Niels|author2 = John Archibald Wheeler
|title = The Mechanism of Nuclear Fission
|url = http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.56.426
Линија 188 ⟶ 180:
|ref = Bohr, Wheeler
}}
* {{cite journal|author = S. Bjørnholm|last2=Lynn|first=J. E.|title = The double-humped fission barrier▼
* {{cite journal
|author = S. Bjørnholm |author2 = J. E. Lynn
▲|title = The double-humped fission barrier
|url = http://link.aps.org/doi/10.1103/RevModPhys.52.725
|publisher = Reviews of Modern Physics
Линија 199 ⟶ 189:
|ref = Bjørnholm, Lynn
}}
* {{cite journal|author = Balraj Singh |last2=Zywina|first2=Roy|last3=Firestone|first3=Richard B.▼
* {{cite journal
▲|author = Balraj Singh |last2=Zywina|first2=Roy|last3=Firestone|first3=Richard B.
|title = Table of Superdeformed Nuclear Bands and Fission Isomers: Third Edition (October 2002)
|url = http://dx.doi.org/10.1006/ndsh.2002.0018
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Nuklearna_fisija”