Ядерное деление
Ядерное деление - это своего рода ядерная реакция. Это когда атом распадается на более мелкие атомы. Некоторые реакции деления выделяют много энергии и используются в ядерном оружии и ядерных реакторах. Ядерное деление было обнаружено в декабре 1938 года в Берлине немецким химиком-ядерщиком Отто Ханом и его помощником Фрицем Штрассманом.
Атом - это наименьшая частица, образующая химический элемент (например, водород, кислород, магний). Все атомы очень маленькие. Атомы состоят из трех компонентов или частиц: Протоны, нейтроны и электроны. Протоны и нейтроны собраны в шар, называемый ядром, в центре каждого атома. Электроны вращаются вокруг ядра в его "электронном облаке". Элементы, которые имеют большие ядра, такие как уран и плутоний, могут быть сделаны для деления.
Если (относительно) очень большое ядро атома попадает под действие медленно движущегося нейтрона, то оно иногда становится нестабильным и разбивается на два ядра. Когда ядро распадается (или расщепляется), оно высвобождает энергию, главным образом, в виде гамма-лучей и тепла. Это также заставляет некоторые нейтроны высвобождаться из ядра.
Для нескольких изотопов (атом с таким же количеством протонов, но с другим количеством нейтронов) такое деление может высвободить много нейтронов. Если эти нейтроны затем ударят по другим атомам, то они заставят другие атомы расщепиться. Это может происходить снова и снова. Это называется ядерной цепной реакцией, и она может очень быстро высвободить огромное количество энергии. Количество энергии, высвобождаемой ядерной цепной реакцией, измеряется в килотонах. Один килотонна - это столько же энергии, сколько тысяча тонн тротила (тринитротолуола).
В атомной бомбе это должно произойти очень быстро, чтобы сделать очень большой взрыв. В ядерном реакторе это должно происходить медленно, чтобы сделать тепло. Тепло используется для кипячения воды в пар, который превращает паровую турбину в электричество.
Воспроизведение мультимедиа Вводный видеоклип о ядерном делении.
Диаграмма деления ядер показывает, что нейтрон поглощается урановым ядром, которое затем становится неустойчивым и с выделением энергии расщепляется на два новых атома и еще несколько нейтронов.
Вопросы и ответы
В: Что такое ядерное деление?
О: Деление ядер - это вид ядерной реакции, при которой атом распадается на более мелкие атомы, выделяя при этом энергию.
В: Кто открыл ядерное деление?
О: Ядерное деление было открыто в декабре 1938 года немецким химиком-ядерщиком Отто Ханом и его ассистентом Фрицем Штрассманом в Берлине.
В: Из чего состоят атомы?
О: Атомы состоят из трех компонентов или частиц - протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны собраны в шар, называемый ядром, в центре каждого атома, а электроны вращаются вокруг ядра в его "электронном облаке".
В: Какие элементы могут подвергнуться делению?
О: Элементы с большими ядрами, такие как уран и плутоний, можно заставить делиться.
В: Как происходит цепная реакция при делении ядер?
О: Если на (относительно) очень большое атомное ядро попадает медленно движущийся нейтрон, оно иногда становится нестабильным и распадается на два ядра. Когда это происходит, из ядра высвобождается энергия, а также некоторое количество нейтронов. Если эти нейтроны затем попадут в другие атомы, они заставят их тоже распасться, вызывая цепную реакцию, которая может высвободить огромное количество энергии.
В: Что измеряется при измерении энергии, высвобождаемой при взрыве ядерной бомбы? О: Количество энергии, выделяемой при взрыве ядерной бомбы, измеряется в килотоннах; одна килотонна эквивалентна энергии одной тысячи тонн тротила (тринитротолуола).
В: Как используется тепло, выделяемое при делении ядер?
О: В ядерном реакторе тепло, выделяемое при делении ядер, должно происходить медленно, чтобы создать тепло, которое затем используется для кипячения воды в пар, который вращает паровые турбины для выработки электроэнергии.
