አቶምን እንዴት እንደሚከፋፈል 6 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: Jason Gerald | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-15 08:08

አንድ ኤሌክትሮን ከከፍተኛው ምህዋር ወደ ኒውክሊየስ አካባቢ ወደ ታችኛው ምህዋር ሲንቀሳቀስ አተሞች ኃይልን ሊያጡ ወይም ሊያጡ ይችላሉ። ሆኖም የኤሌክትሮኖች ከከፍታ ምህዋር ወደ ዝቅተኛ ምህዋር ሲመለሱ የአቶምን ኒውክሊየስ መከፋፈል ከኃይል የበለጠ ብዙ ኃይል ይለቀቃል። ያ ኃይል ለአጥፊ ዓላማዎች ወይም ለደህንነት እና ለምርት ዓላማዎች ሊያገለግል ይችላል። አቶም መከፋፈል የኑክሌር ፊውዥን ይባላል ፣ በ 1938 የተገኘ ሂደት። በ fission ውስጥ የአተሞች ተደጋጋሚ መከፋፈል ሰንሰለት ምላሽ ይባላል። ብዙ ሰዎች ይህንን ለማድረግ መሣሪያ ባይኖራቸውም ፣ ስለ መከፋፈል ሂደት የማወቅ ጉጉት ካለዎት ፣ ማጠቃለያ እዚህ አለ።

ደረጃ

ክፍል 1 ከ 2 - መሠረታዊ የአቶሚክ ፍንዳታ

ደረጃ 1. ትክክለኛውን isotope ይምረጡ።

አንዳንድ ንጥረ ነገሮች ወይም ኢሶቶፖዎቻቸው ራዲዮአክቲቭ መበስበስ ይደርስባቸዋል። ሆኖም ፣ ሁሉም ኢሶቶፖች ከመሰነጣጠቅ ቀላልነታቸው አንፃር እኩል አይደሉም። በጣም በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ የሚውለው የዩራኒየም ኢቶቶፔ ፣ 928 ፕሮቶኖች እና 146 ኒውትሮን ያካተተ የአቶሚክ ክብደት 238 ነው ፣ ግን ኒውክሊየሱ ወደ ሌሎች ንጥረ ነገሮች ትናንሽ ኒውክላይ ሳይከፋፈል ኒውትሮን የመሳብ አዝማሚያ አለው። ሦስት ያነሰ ኒውትሮን ያለው የዩራኒየም ኢቶቶፕ ፣ ²³⁵U ፣ ከአይዞቶፖች ይልቅ ለመጣበቅ በጣም ቀላል ሊሆን ይችላል ²³⁸ዩ; እንዲህ ዓይነቶቹ አይቶቶፖች ፊዚል ቁሳቁሶች ተብለው ይጠራሉ።

አንዳንድ አይዞቶፖች በጣም በቀላሉ ሊነጣጠሉ ይችላሉ ፣ ስለሆነም በፍጥነት የማያቋርጥ fission ምላሽ ሊቆይ አይችልም። ይህ ድንገተኛ fission ይባላል; ፕሉቶኒየም ኢሶቶፔ ²⁴⁰Pu ከ isotope በተቃራኒ የዚያ isotope ምሳሌ ነው ²³⁹Aፍ በዝግታ የማሽቆልቆል ፍጥነት።

ደረጃ 2. የመጀመሪያው አቶም ከተሰነጣጠለ በኋላ ፊሲዮን መቀጠሉን ለማረጋገጥ በቂ ኢሶቶፖችን ያግኙ።

ይህ የ fission ምላሽ እንዲከሰት የተወሰነ አነስተኛ የኢሶቶፒክ ቁሳቁስ እንዲከፈል ይፈልጋል። ይህ መጠን ወሳኝ ክብደት ተብሎ ይጠራል። ወሳኝ የጅምላ ማግኘትን የመቀነስ እድልን ለመጨመር ለ isotope ምንጭ ቁሳቁስ ይፈልጋል።

አንዳንድ ጊዜ ፣ የማያቋርጥ የ fission ምላሽ ሊከሰት እንደሚችል ለማረጋገጥ በናሙናው ውስጥ የተከፋፈለ የኢሶቶፕ ቁሳቁስ አንጻራዊ መጠን መጨመር አስፈላጊ ነው። ይህ ማበልፀግ ይባላል ፣ እና ናሙና ለማበልፀግ የሚያገለግሉ በርካታ ዘዴዎች አሉ። (ዩራኒየም ለማበልፀግ ለተጠቀሙባቸው ዘዴዎች ዊራውን እንዴት ማበልፀግ እንደሚቻል ይመልከቱ።)

ደረጃ 3. የተከፈለውን የኢሶቶፔን ቁሳቁስ ኒውክሊየስን ከሱባቶሚክ ቅንጣቶች ጋር በተደጋጋሚ ያንሱ።

ነጠላ ንዑስ -ክፍል ቅንጣቶች አተሞችን ሊመቱ ይችላሉ ²³⁵U ፣ ከሌላ አካል ወደ ሁለት የተለያዩ አቶሞች በመከፋፈል እና ሶስት ኒውትሮን በመልቀቅ። እነዚህ ሶስት ዓይነቶች ንዑስ -ክፍል ቅንጣቶች ብዙውን ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ።

• ፕሮቶን። እነዚህ ንዑስ ክፍሎች ቅንጣቶች ብዛት እና አዎንታዊ ክፍያ አላቸው። በአንድ አቶም ውስጥ የፕሮቶኖች ብዛት የአቶምን ንጥረ ነገር ይወስናል።
• ኒውትሮን። እነዚህ ንዑስ ክፍሎች ቅንጣቶች እንደ ፕሮቶኖች ብዛት አላቸው ግን ምንም ክፍያ የላቸውም።
• የአልፋ ቅንጣቶች። ይህ ቅንጣት በዙሪያው የሚሽከረከሩት የኤሌክትሮኖች አካል የሆነው የሂሊየም አቶም ኒውክሊየስ ነው። ይህ ቅንጣት ሁለት ፕሮቶኖች እና ሁለት ኒውትሮን ያካትታል።

ክፍል 2 ከ 2 - አቶሚክ ፊሲንግ ዘዴ

ደረጃ 1. አንድ የአቶሚክ ኒውክሊየስ (ኒውክሊየስ) ተመሳሳዩን ኢሶቶፕ በሌላኛው ላይ ያንሱ።

አስቸጋሪ ንዑስ ንዑስ ቅንጣቶች ለማለፍ አስቸጋሪ ስለሆኑ ቅንጣቶችን ከአቶሞቻቸው ለማስወጣት ብዙውን ጊዜ ኃይል ያስፈልጋል። ይህንን ለማድረግ አንዱ ዘዴ በአንድ ተመሳሳይ ኢቶቶፕ በሌሎች አተሞች ላይ የተሰጠውን ኢቶቶፕ አተሞችን መተኮስ ነው።

ይህ ዘዴ የአቶሚክ ቦምብ ለመፍጠር ጥቅም ላይ ውሏል ²³⁵ዩ ሂሮሺማ ላይ ወረደ። አቶሞች የሚተኩሱ የዩራኒየም ኮሮች ያላቸው ጠመንጃዎች ያሉ መሣሪያዎች ²³⁵አቶም ላይ ²³⁵ሌላኛው ዩ ፣ ቁሳቁሱን በከፍተኛ ፍጥነት ስለሚሸከመው የተለቀቁት ኒውትሮን የአቶምን ኒውክሊየስን እንዲመታ ያደርገዋል ²³⁵ሌላ U እና አጥፋው። አቶም ሲሰነጠቅ የተለቀቀው ኒውትሮኖች ተራውን በመምታት እና በመከፋፈል ተከታትለው ሲወጡ ²³⁵ሌላ ዩ.

ደረጃ 2. የአቶሚክ ናሙናውን አጥብቀው ይከርክሙት ፣ የአቶሚክ ይዘቱን አንድ ላይ ያቅርቡ።

አንዳንድ ጊዜ ፣ አቶሞች እርስ በእርሳቸው ለመተኮስ በጣም በፍጥነት ይበስላሉ። በዚህ ሁኔታ ፣ አተሞችን አንድ ላይ በማቀናጀት ነፃ የሆኑት ንዑስ አቶሚክ ቅንጣቶች ሌሎች አተሞችን የመምታት እና የመከፋፈል እድልን ይጨምራሉ።

ይህ ዘዴ የአቶሚክ ቦምብ ለመፍጠር ጥቅም ላይ ውሏል ²³⁹Puጋ ናጋሳኪ ላይ ወረደ። ተራ ፍንዳታዎች የፕሉቶኒየም ብዛት ይከብባሉ ፤ ፍንዳታው በሚፈነዳበት ጊዜ ፍንዳታው አተሞችን ተሸክሞ የፕሉቶኒየም ብዛትን ያንቀሳቅሳል ²³⁹የተለቀቁት ኒውትሮኖች አተሞችን መምታታቸውን እና መከፋፈላቸውን እንዲቀጥሉ Pu ቀርቧል ²³⁹ሌላ pu.

ደረጃ 3. ኤሌክትሮኖችን በጨረር ጨረር ያስደስቱ።

በፔታዋትት ሌዘር ልማት (10¹⁵ ዋት) ፣ አሁን ሬዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሩን በሚሸፍነው ብረት ውስጥ ኤሌክትሮኖችን ለማስደሰት በሌዘር ጨረር በመጠቀም አተሞችን መከፋፈል ይቻላል።

• በካሊፎርኒያ ላውረንስ ሊቨርሞር ላቦራቶሪ በ 2000 በተደረገ ሙከራ ዩራኒየም በወርቅ ተጠቅልሎ በመዳብ ክዳን ውስጥ ተቀመጠ። 260 ጁሎች ያለው የኢንፍራሬድ የሌዘር ጨረር ምት ኤሌክትሮኖቹን ያስደስታል። ኤሌክትሮኖች ወደ መደበኛው ምህዋሮቻቸው ሲመለሱ ፣ በወርቅ እና በመዳብ ኒውክሊየስ ውስጥ ዘልቆ የሚገባውን ከፍተኛ ኃይል ያለው የጋማ ጨረር ይለቃሉ ፣ ከወርቃማው ወለል በታች ባለው የዩራኒየም አቶሞች ውስጥ ዘልቀው ይከፋፈሏቸዋል። (በሙከራው ምክንያት ወርቅ እና መዳብ ሬዲዮአክቲቭ ሆነዋል።)
• በእንግሊዝ ራዘርፎርድ አፕልተን ላቦራቶሪ ውስጥ 50 ቴራዋትት (5 x 10) በመጠቀም ተመሳሳይ ሙከራዎች ተካሂደዋል።¹² ዋት) ከኋላው የተለያዩ ቁሳቁሶች ባሉበት በታንታለም ሳህን ላይ ያነጣጠረ ሌዘር -ፖታስየም ፣ ብር ፣ ዚንክ እና ዩራኒየም። የእነዚህ ሁሉ ቁሳቁሶች አቶሞች ክፍል በተሳካ ሁኔታ ተከፋፍሏል።

ማስጠንቀቂያ

• በጣም ፈጣን ከሆኑ የተወሰኑ የኢሶቶፖች ልኬቶች በተጨማሪ ፍንዳታው የሚጠበቀው ዘላቂ የምላሽ መጠን ከመድረሱ በፊት ትናንሽ ፍንዳታዎች ሊነጣጠሉ የሚችሉ ቁሳቁሶችን ሊያጠፉ ይችላሉ።
• እንደማንኛውም መሣሪያ ፣ አስፈላጊውን የደህንነት ሂደቶች ይከተሉ ፣ እና አደገኛ የሚመስል ማንኛውንም ነገር አያድርጉ። ተጥንቀቅ.