Contoh Energi Atom

Energi atom adalah kemampuan untuk melakukan usaha, diperoleh dari peluruhan atom Unsur Radioaktif Radio. Itu diperoleh berkat stimulasi disintegrasi ini.

Energi dalam proses nuklir

Reaksi kimia disertai dengan variasi Energi, umumnya dalam bentuk panas, yang dilepaskan (Reaksi Eksoterm) atau diserap (Reaksi Endoterm). Ketika suatu zat terbentuk dari unsur-unsur penyusunnya, panas dilepaskan (Panas Pembentukan Positif), meskipun dalam beberapa kasus, seperti dalam memperoleh Ozon dari oksigen atom, akan ada pelepasan panas.

Jika ide-ide yang sama diterapkan pada (diasumsikan) pembentukan inti atom dari proton dan neutron, jelas bahwa energi akan dilepaskan dalam formasi ini, dan diberikan sifat tautan yang terlibat, energi yang dilepaskan di sini akan jauh lebih besar, sedemikian rupa sehingga kehilangan massa yang akan menyertai variasi energi tersebut sudah agak berat. (Menurut prinsip Einstein, perubahan Energi E sama dengan perubahan massa m, sehingga E = m * C², di mana C adalah kecepatan cahaya).

Jadi, misalnya, untuk elemen Litium Li-7, yang dibentuk oleh 3 proton dan 4 neutron, dalam pembentukan gram-atom inti Litium bermassa atom 7, kita akan memiliki:

3 Proton = 3 * 1,00756 g = 3,02268 g

4 Neutron = 4 * 1,00893 g = 4,03572 g

Hasil Jumlahnya adalah 7.05840 g.

Massa Atom Lithium-7 memiliki nilai 7,01645 g

Ini mengikuti, membandingkan nilai-nilai, bahwa perubahan massa m = 0,04195 g, dan mereka sama dengan 9,02 * 10¹¹ kalori, dihitung dengan Persamaan Einstein E = m * C².

Reaksi hipotetis pembentukan inti dari proton dan neutron mengeluarkan sejumlah besar energi, jutaan kali lebih unggul daripada reaksi kimia biasa yang lebih eksotermis.

Setiap partikel inti o Nukleon (proton atau neutron), karena menjadi bagian dari inti apa pun, ia telah mengalami kehilangan massa, yang tidak konstan, tetapi memiliki nilai maksimum untuk unsur-unsur perantara dari sistem periodik nomor atom 20 hingga 51, kemudian perlahan-lahan menurun dengan bertambahnya jumlah atom.

Bom atom

Uranium 235 dan Plutonium 239 dibagi dengan pemboman neutron, dan memancarkan sejumlah besar energi, melepaskan neutron baru.

Syarat terjadinya proses perkalian adalah bahwa lebih dari satu neutron yang dihasilkan pada setiap pembelahan mampu menghasilkan pembelahan atau pembelahan baru.

Dalam Tumpukan uranium, neutron yang dihasilkan sebagian lolos melalui permukaan material dan sebagian diserap oleh Uranium 238 untuk membentuk isotop berat Uranium 239, yang meluruh berturut-turut menjadi Neptunium dan Plutonium.

Tetapi jika itu adalah Uranium 235 murni atau Plutonium 239, kemungkinan hilangnya neutron melalui permukaan yang sama mengarah untuk mengetahui Ukuran Kritis diperlukan untuk reaksi berantai untuk berkembang di dalamnya.

Itu Ukuran Kritis Sampel adalah sampel di mana reaksi berantai, pemecahan atom, berkembang hampir seketika.

Jika sampel bahan yang dapat dibelah (dapat dibagi dengan pemboman neutron) memiliki diameter lebih kecil dari jalur rata-rata yang harus dilalui oleh neutron cepat untuk menghasilkan proses pembelahan, dapat dipahami bahwa neutron yang dihasilkan dalam pembelahan sesekali oleh neutron yang berjalan akan lolos melalui permukaan tanpa menyerang yang lain. inti.

Sebaliknya, jika sampel lebih besar dari ukuran kritis, neutron yang dihasilkan kadang-kadang, dalam perjalanannya melalui itu, mereka akan memiliki kemungkinan besar membelah inti baru, sehingga melanjutkan, pada tingkat yang dipercepat, proses divisi.

Jika sampel lebih besar dari Ukuran Kritis akan mengalami ledakan seketika, sedangkan jika lebih kecil akan menghasilkan pembelahan lambat yang, bagaimanapun, harus dihindari. Untuk ini, bahan yang dapat dibelah disimpan dalam lapisan tipis di dalam wadah Kadmium yang disimpan di dalam Air; neutron insiden sesekali akan diperlambat oleh air dan kemudian ditangkap oleh kadmium sebelum mereka dapat mencapai bahan yang dilindungi.

Dengan cepat mencampur berbagai potongan bahan yang dapat dibelah, masing-masing agak lebih kecil dari ukuran kritis, satu massa (bom atom) terbentuk, yang segera meledak. Kecepatan pengumpulan potongan-potongan bahan yang dapat dibelah harus sangat tinggi untuk menghindarinya ketika reaksi dimulai Rantai, karena sangat dekat, energi yang dilepaskan menyebarkan potongan-potongan bahan tersebut sebelum sepenuhnya bersentuhan.

Ada dua potong bahan yang dapat dibelah yang cukup terlindungi dengan pemulung neutron dan terpisah beberapa sentimeter. Pada saat yang tepat salah satu keping ditembakkan ke yang lain dengan kecepatan proyektil yang cepat.

Rincian konstruksi dan mekanisme percobaan bom atom yang meledak pada dini hari 16 Juli 1945 di gurun New Mexico, mereka dipimpin oleh Profesor Oppenheimer, seorang fisikawan teoretis di University of California.

Dua bom yang dijatuhkan beberapa minggu kemudian terhadap Jepang dibentuk, yang pertama untuk Uranium 235 dan yang kedua untuk Plutonium.

Meskipun energi yang dilepaskan dalam pembelahan inti Uranium dihitung pada sekitar 200 juta elektron-volt, yaitu sekitar 2x10¹⁰ Kilokalori per Kilogram Uranium yang dibelah, hanya 1-5% yang tersisa yang dapat digunakan, yang sesuai dengan energi ledakan yang tersedia per kilogram U-235 setara dengan sekitar 300 ton trinitrotoluena (TNT, trilita)

Untuk gelombang ledakan yang berasal dari ledakan bom atom ditambahkan efek pembakar yang mengerikan dihasilkan oleh radiasi gamma intens yang dipancarkan, yang menentukan bagaimana miniatur Matahari, meskipun sebentar durasi.

Itu kehancuran yang disebabkan oleh bom terisolasi atas kota-kota Jepang Hiroshima dan Nagasaki adalah bukti Energi Atom yang sangat besar yang dilepaskan dalam disintegrasi atom.

Namun, diharapkan Energi Atom dapat diterapkan untuk penggunaan damai di masa depan, terutama dalam kasus di mana konsentrasi besar energi dalam jumlah kecil diinginkan dari bahan.

Contoh Aplikasi Energi Atom

Pembangkit Listrik Termal

Pembangkit Tenaga Mekanik

Pembangkit Tenaga Listrik

Tujuan perang dengan Bom Atom

Tabrakan Partikel Subatomik

Eksperimen untuk teknologi baru

Di Pertambangan, untuk bahan Peledakan

Untuk penelitian bahan baru