परमाणु ऊर्जा उदाहरण

परमाणु ऊर्जा कार्य करने की क्षमता है, रेडियोधर्मी तत्वों के परमाणुओं के क्षय से प्राप्त होता है. यह इस विघटन की उत्तेजना के लिए धन्यवाद प्राप्त किया जाता है।

परमाणु प्रक्रियाओं में ऊर्जा

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ ऊर्जा की भिन्नता होती है, आमतौर पर गर्मी के रूप में, जो बंद हो जाता है (एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाएं) या अवशोषित हो जाता है (एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं). जब कोई पदार्थ संघटक तत्वों से बनता है, तो ऊष्मा निकलती है (निर्माण की धनात्मक ऊष्मा), हालांकि कुछ मामलों में, जैसे कि परमाणु ऑक्सीजन से ओजोन प्राप्त करने में, की रिहाई होगी गरम।

यदि इन समान विचारों को प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से परमाणु नाभिक के गठन (माना गया) पर लागू किया जाता है, तो यह स्पष्ट है कि इस गठन में ऊर्जा जारी की जाएगी, और दी गई है शामिल लिंक की प्रकृति, यहां जारी ऊर्जा काफी अधिक होगी, इतना अधिक कि उक्त ऊर्जा भिन्नता के साथ होने वाले द्रव्यमान का नुकसान पहले से ही है विचारणीय (आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, ऊर्जा ΔE में परिवर्तन द्रव्यमान m में परिवर्तन के बराबर है, ताकि ΔE = Δm * C², जहां C प्रकाश की गति है)।

इस प्रकार, उदाहरण के लिए, परमाणु द्रव्यमान 7 के लिथियम नाभिक के ग्राम-परमाणु के निर्माण में, 3 प्रोटॉन और 4 न्यूट्रॉन द्वारा गठित तत्व लिथियम ली -7 के लिए, हमारे पास होगा:

3 प्रोटॉन = 3 * 1.00756 g = 3.02268 g

4 न्यूट्रॉन = 4 * 1.00893 g = 4.03572 g

योग का परिणाम 7.05840 ग्राम है।

लिथियम-7 के परमाणु द्रव्यमान का मान 7.01645 g. है

मानों की तुलना करते हुए, यह इस प्रकार है कि द्रव्यमान =m = 0.04195 ग्राम में परिवर्तन, और वे 9.02 * 10 के बराबर हैं¹¹ कैलोरी, आइंस्टीन समीकरण E = Δm * C. के साथ परिकलित².

प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से नाभिक के निर्माण की काल्पनिक प्रतिक्रिया से लाखों बार भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है अधिक एक्ज़ोथिर्मिक साधारण रासायनिक प्रतिक्रियाओं से बेहतर।

नाभिक का प्रत्येक कण o न्यूक्लियॉन (प्रोटॉन या न्यूट्रॉन), किसी भी नाभिक का हिस्सा होने के कारण, उसने द्रव्यमान के नुकसान का अनुभव किया है, जो स्थिर नहीं है, लेकिन इसका अधिकतम मूल्य है परमाणु क्रमांक २० से ५१ की आवधिक प्रणाली के मध्यवर्ती तत्वों के लिए, फिर बढ़ती संख्या के साथ धीरे-धीरे घट रहा है परमाणु।

परमाणु बम

यूरेनियम 235 और प्लूटोनियम 239 न्यूट्रॉन बमबारी से विभाजित होते हैं, और भारी मात्रा में ऊर्जा का उत्सर्जन करते हैं, जिससे नए न्यूट्रॉन निकलते हैं।

गुणन प्रक्रिया होने की शर्त यह है कि प्रत्येक दरार में उत्पन्न एक से अधिक न्यूट्रॉन एक नई दरार या विभाजन का उत्पादन करने में सक्षम हैं।

में यूरेनियम ढेर, उत्पादित न्यूट्रॉन आंशिक रूप से सामग्री की सतह से बच जाते हैं और आंशिक रूप से अवशोषित हो जाते हैं यूरेनियम 238 द्वारा भारी आइसोटोप यूरेनियम 239 बनाने के लिए, जो नेप्च्यूनियम में क्रमिक रूप से क्षय होता है और प्लूटोनियम।

लेकिन अगर यह शुद्ध यूरेनियम 235 या प्लूटोनियम 239 है, तो इसकी सतह के माध्यम से न्यूट्रॉन के नुकसान की संभावना का पता चलता है महत्वपूर्ण आकार इसके भीतर श्रृंखला प्रतिक्रिया विकसित करने के लिए आवश्यक

महत्वपूर्ण आकार नमूना वह है जिसमें परमाणु को विभाजित करने वाली श्रृंखला प्रतिक्रिया लगभग तुरंत विकसित होती है।

यदि क्लीवेबल सामग्री के नमूने (न्यूट्रॉन बमबारी से विभाज्य) का व्यास माध्य पथ से छोटा है, तो एक तेज न्यूट्रॉन को उत्पादन करने के लिए पार करना होगा दरार प्रक्रिया, यह समझा जाता है कि यात्रा करने वाले न्यूट्रॉन द्वारा कभी-कभी विभाजन में उत्पन्न न्यूट्रॉन किसी अन्य पर हमला किए बिना सतह से बच जाएंगे कोर।

इसके विपरीत, यदि नमूना महत्वपूर्ण आकार से बड़ा है, तो कभी-कभी उत्पन्न होने वाले न्यूट्रॉन, अपने रास्ते पर इसके माध्यम से, उनके पास नए नाभिकों को विभाजित करने की एक बड़ी संभावना होगी, इस प्रकार, एक त्वरित दर पर, जारी रखने की प्रक्रिया विभाजन।

यदि कोई नमूना क्रिटिकल साइज से बड़ा है तो उसे तात्कालिक विस्फोट का सामना करना पड़ेगा, जबकि यदि यह छोटा है तो यह धीमी गति से दरार पैदा करेगा, हालांकि, इससे बचा जाना चाहिए। इसके लिए क्लीवेबल सामग्री को पानी के अंदर रखे कैडमियम कंटेनर के अंदर पतली परतों में रखा जाता है; कभी-कभार होने वाली घटना वाले न्यूट्रॉन को पानी द्वारा धीमा कर दिया जाएगा और फिर कैडमियम द्वारा संरक्षित सामग्री तक पहुंचने से पहले कब्जा कर लिया जाएगा।

यदि विच्छिन्न सामग्री के कई टुकड़े तेजी से मिश्रित होते हैं, तो हर एक महत्वपूर्ण आकार से कुछ छोटा होता है, एक एकल द्रव्यमान (परमाणु बम) बनता है, जो तुरंत फट जाता है। जिस गति से क्लीव करने योग्य सामग्री के टुकड़े मिलना चाहिए वह बहुत अधिक होना चाहिए ताकि प्रतिक्रिया शुरू होने से बचा जा सके श्रृंखला, बहुत करीब होने के कारण, जारी की गई ऊर्जा पूरी तरह से संपर्क में आने से पहले उक्त सामग्री के टुकड़ों को बिखेर देती है।

क्लीवेबल सामग्री के दो टुकड़े हैं जो न्यूट्रॉन मैला ढोने वाले और कुछ सेंटीमीटर अलग से पर्याप्त रूप से सुरक्षित हैं। उपयुक्त क्षण में एक टुकड़े को दूसरे पर तेज प्रक्षेप्य की गति से दागा जाता है।

प्रायोगिक परमाणु बम के निर्माण और तंत्र का विवरण जो 16 जुलाई की सुबह में फट गया, 1945 में न्यू मैक्सिको के रेगिस्तान में, उनका नेतृत्व विश्वविद्यालय के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी प्रोफेसर ओपेनहाइमर ने किया था कैलिफोर्निया।

जापान के खिलाफ हफ्तों बाद गिराए गए दो बमों का गठन किया गया था, पहला यूरेनियम 235 के लिए और दूसरा प्लूटोनियम के लिए.

यद्यपि एक यूरेनियम नाभिक की दरार में निकलने वाली ऊर्जा की गणना लगभग 200 मिलियन इलेक्ट्रॉन-वोल्ट पर की जाती है, अर्थात लगभग 2x10¹⁰ क्लीव्ड यूरेनियम के प्रति किलोग्राम किलोकैलोरी, केवल 1-5% प्रयोग करने योग्य रहता है, जो कि लगभग 300 टन ट्रिनिट्रोटोल्यूइन (टीएनटी) के बराबर यू-235 के प्रति किलोग्राम विस्फोटक ऊर्जा उपलब्ध है। त्रिलिता)

परमाणु बम के विस्फोट में उत्पन्न विस्फोटक लहर में भयानक आग लगाने वाले प्रभाव जोड़े जाते हैं उत्सर्जित तीव्र गामा विकिरण द्वारा निर्मित, जो निर्धारित करता है कि कैसे एक लघु सूर्य, हालांकि संक्षेप में समयांतराल।

पृथक बमों से हुई तबाही हिरोशिमा और नागासाकी के जापानी शहरों में परमाणु विघटन में निकलने वाली विशाल परमाणु ऊर्जा के प्रमाण हैं।

हालाँकि, यह आशा की जाती है कि परमाणु ऊर्जा को भविष्य में शांतिपूर्ण उपयोग के लिए लागू किया जा सकता है, विशेष रूप से उन मामलों में जहां थोड़ी मात्रा में ऊर्जा का एक बड़ा सांद्रण वांछनीय है सामग्री का।

परमाणु ऊर्जा अनुप्रयोगों के उदाहरण

थर्मल पावर जनरेशन

यांत्रिक विद्युत उत्पादन

विद्युत विद्युत उत्पादन

परमाणु बम के साथ युद्ध के उद्देश्य

उपपरमाण्विक कण टकराव

नई तकनीकों के लिए प्रयोग

खनन में, ब्लास्टिंग सामग्री के लिए

नई सामग्री के अनुसंधान के लिए