원자력의 예

원자 에너지는 일을 할 수있는 능력입니다. 방사성 원소 원자의 붕괴에서 얻은. 이 분해의 자극 덕분에 얻어집니다.

원자력 공정의 에너지

화학 반응은 일반적으로 열의 형태로 에너지의 변화를 동반합니다. 떨어지거나 (발열 반응) 흡수됨 (흡열 반응). 구성 요소로부터 물질이 형성 될 때 열이 발산됩니다 (Positive Heat of Formation), 원자 산소로부터 오존을 얻는 것과 같은 일부 경우에는 뜨거운.

이러한 동일한 아이디어가 양성자와 중성자로부터 원자핵의 (가정) 형성에 적용된다면, 이 형성에서 에너지가 방출 될 것이 분명하고 관련된 링크의 특성에 따라 여기에서 방출되는 에너지는 상당히 클 것이므로 에너지 변동에 수반되는 질량 손실은 이미 생각할 수 있습니다. (아인슈타인의 원리에 따르면 에너지 ΔE의 변화는 질량 Δm의 변화와 동일하므로 ΔE = Δm * C², 여기서 C는 빛의 속도).

따라서 예를 들어 원자 질량 7의 리튬 핵의 그람 원자를 형성 할 때 3 개의 양성자와 4 개의 중성자에 의해 형성된 리튬 Li-7 원소의 경우 다음을 갖게됩니다.

3 양성자 = 3 * 1.00756 g = 3.02268g

4 중성자 = 4 * 1.00893g = 4.03572g

합계의 결과는 7.05840g입니다.

리튬 -7의 원자 질량은 7.01645g입니다.

값을 비교하여 질량 변화 Δm = 0.04195g이며 9.02 * 10과 같습니다.¹¹ 아인슈타인 방정식으로 계산 된 칼로리 ΔE = Δm * C².

양성자와 중성자로부터의 핵 형성에 대한 가상의 반응은 엄청난 양의 에너지를 수백만 번 방출합니다 보다 발열적인 일반적인 화학 반응보다 우수합니다.

핵의 각 입자 o Nucleon (양성자 또는 중성자), 핵의 일부이기 때문에 일정하지 않지만 최대 값을 갖는 질량 손실을 경험했습니다. 원자 번호 20에서 51 사이의 주기적 시스템의 중간 요소의 경우 숫자가 증가함에 따라 천천히 감소합니다. 원자.

원자 폭탄

우라늄 235와 플루토늄 239는 중성자 충격으로 나뉘어 엄청난 양의 에너지를 방출하여 새로운 중성자를 방출합니다.

증식 과정이 일어나는 조건은 각 분열에서 생성 된 하나 이상의 중성자가 새로운 분열 또는 분열을 생성 할 수 있다는 것입니다.

에서 우라늄 더미, 생성 된 중성자는 부분적으로 물질의 표면을 통해 빠져 나가 부분적으로 흡수됩니다. 우라늄 238에 의해 중동 위원 소 우라늄 239를 형성하는데, 이는 연속적으로 넵투늄과 플루토늄.

그러나 그것이 순수한 우라늄 235 또는 플루토늄 239 인 경우, 동일한 표면을 통해 중성자가 손실 될 가능성은 임계 크기 연쇄 반응이 그 안에서 발전하는 데 필요합니다.

그만큼 임계 크기 샘플은 원자를 분할하는 연쇄 반응이 거의 즉시 발생하는 샘플입니다.

절단 가능한 물질의 샘플 (중성자 충격으로 나눌 수 있음)이 빠른 중성자가 통과해야하는 평균 경로보다 직경이 작은 경우 분열 과정에서, 이동 중성자에 의해 간헐적으로 분할에서 생성 된 중성자는 다른 어떤 공격도없이 표면을 통해 빠져 나가는 것으로 이해됩니다. 핵심.

반대로 샘플이 임계 크기보다 크면 때때로 생성되는 중성자가 그것을 통해, 그들은 새로운 핵을 분할 할 가능성이 크므로 가속화 된 속도로 분할.

샘플이 Critical Size보다 크면 즉각적인 폭발이 발생하는 반면, 샘플이 더 작 으면 절단 속도가 느리지 만 피해야합니다. 이를 위해 절단 가능한 재료는 물 안에 보관되는 카드뮴 용기 내부에 얇은 층으로 보관됩니다. 가끔 발생하는 중성자는 물에 의해 속도가 느려지고 보호 된 물질에 도달하기 전에 카드뮴에 포착됩니다.

여러 조각의 절단 가능한 재료가 빠르게 혼합되면 각각 임계 크기보다 약간 작은 단일 질량 (원자 폭탄)이 형성되어 즉시 폭발합니다. 절단 가능한 재료 조각이 만나야하는 속도는 반응이 시작될 때이를 방지하기 위해 매우 높아야합니다. 체인은 매우 가깝고 방출 된 에너지는 완전히 접촉하기 전에 상기 물질의 조각을 분산시킵니다.

중성자 제거제로 적절하게 보호되고 몇 센티미터 떨어져있는 두 개의 절단 가능한 재료가 있습니다. 적절한 순간에 조각 중 하나가 빠른 발사체의 속도로 다른 조각에 발사됩니다.

7 월 16 일 이른 아침 폭발 한 실험용 원자 폭탄의 구조와 메커니즘에 대한 자세한 내용은, 1945 년 뉴 멕시코 사막에서 그들은 대학의 이론 물리학자인 오펜하이머 교수가 이끌었습니다. 캘리포니아.

몇 주 후에 일본에 투하 된 두 개의 폭탄이 구성되었습니다., 첫 번째는 우라늄 235이고 두 번째는 플루토늄.

우라늄 핵의 절단에서 방출되는 에너지는 약 2 억 전자 볼트, 즉 약 2x10에서 계산됩니다.¹⁰ 절단 된 우라늄 킬로그램 당 킬로 칼로리, 1-5 % 만 사용 가능합니다. U-235 킬로그램 당 사용 가능한 폭발 에너지는 약 300 톤의 트리니트로 톨루엔 (TNT, trilita)

원자 폭탄의 폭발에서 비롯된 폭발 파에 끔찍한 소이 효과가 추가되었습니다. 방출되는 강렬한 감마선에 의해 생성됩니다. 지속.

그만큼 고립 된 폭탄으로 인한 파괴 일본 도시인 히로시마와 나가사키에서 원자 분해로 방출되는 막대한 원자 에너지의 증거입니다.

그러나 원자력이 미래의 평화적 용도에 적용될 수 있기를 바랍니다. 특히 소량의 다량의 에너지 집중이 바람직한 경우 재료의.

원자력 응용의 예

화력 발전

기계 발전

전력 생성

원자 폭탄과의 전쟁 목적

아 원자 입자 충돌

신기술 실험

광업에서 재료 발파 용

신소재 연구용