Pri mnohých jadrových procesoch sa mení časticové
zloženie jadier.
SYNTÉZA A ŠTIEPENIE JADIER
alebo
Ako sa dá získať energia z atómových jadier
Jadrová energia sa uvoľňuje, ak do reakcie vstupujú
jadrá s menšou hodnotou priemernej väzbovej energie
εj a reakciou vznikajú jadrá s väčšou hodnotou priemernej väzbovej energie εj.
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]
1. Syntéza ľahkých jadier (A << 56)
2
1
1. Syntéza ľahkých jadier (A << 56)
H + 21 H → 31 H + 11 H
2
1
Er = −4MeV
H + 63 Li → 42 He + 42 He
Er = −22MeV
Er je záporná, energia sa v reakcii uvoľňuje.
Uvoľnená energia sa prejaví tak, že produkty reakcie
majú väčšiu kinetickú energiu ako jadrá vstupujúce
do reakcie.
Er je záporná, energia sa v reakcii uvoľňuje.
Uvoľnená energia sa prejaví tak, že produkty reakcie
majú väčšiu kinetickú energiu ako jadrá vstupujúce
do reakcie.
Aby sa syntéza jadier uskutočnila...
Na prekonanie elektrostatického odpudzovania musia
mať častice veľkú energiu.
Syntéza nastáva teda pri vysokých teplotách
Energiu získajú napríklad v horúcom plyne (plazme).
Potom hovoríme o termonukleárnej syntéze.
d
Fe
+
Fe
+
- musia sa kladné nabité jadrá vstupujúce do reakcie
priblížiť na dosah jadrových síl.
Približovaniu bráni elektrostatické odpudzovanie.
Termonukleárna syntéza na Slnku
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
TOKAMAK
2. Štiepenie ťažkých jadier (A > 200)
- zariadenie na experimenty s termonukleárnou syntézou
Hahn, Strassmann, rok 1938 - ostreľovanie ťažkých
prvkov neutrónmi
Plazma je v kovovej prstencovej nádobe.
Prúd v elektromagnete vyvolá elektrický prúd v plazme.
Magnetické pole oddeľuje plazmu od stien nádoby.
( )
+ 5( n )
1
0
1
144
* 89
*
n + 235
92 U → 56 Ba + 36 Kr + 3 0 n
1
0
91
* 140
*
n + 235
92 U → 38 Sr + 54 Xe
1
0
V každej reakcii sa uvoľňuje asi 200 MeV energie.
Vo väčšine reakcii opäť vznikajú neutróny.
Test
Na štiepenie jadier sú najúčinnejšie pomalé neutróny –
objavil Fermi 1934
Novovzniknuté neutróny spôsobujú rozvinutie
reťazovej jadrovej reakcie.
Prírodný urán: 0,7 % izotopu 235U
99 % izotopu 238U ...neštiepi sa
Test
Určte správnu reakciu syntézy ľahkých jadier:
H + 21 H → 31 H + 11 H
a)
2
1
b)
2
1
H + 21 H → 41 H + 11 H
c)
2
1
H + 21 H → 41 H + 21 H
d)
3
1
H + 21 H → 41 H + 11 H
1
Test
Určte správnu reakciu štiepenia ťažkých jadier:
144
* 89
*
1
n + 235
92 U → 56 Ba + 36 Kr + 4 ( 0 n )
a)
1
0
b)
1
1
c)
1
0
d)
1
0
( )
+ 3( n )
+ 1( n )
144
* 89
*
1
n + 235
92 U → 56 Ba + 36 Kr + 2 0 n
144
* 89
*
n + 235
92 U → 56 Ba + 36 Kr
144
* 89
*
n + 235
92 U → 56 Ba + 36 Kr
1
0
1
0
2
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1
Download

03-Synteza a stiepenie jadier