Процесс деления

Чтобы разделить U235 и U236, нужно сообщить им энергию 6,5 - 7 МэВ. Возникающие в результате реакции легкие частицы (гамма-частицы, электроны) не могут делить уран. Для положительно заряженных частиц вокруг ядра существует заряженный барьер. Поэтому практически можно использовать для деления только нейтроны. Отсутствие кулоновского отталкивания позволяет нейтронам со сколь угодно малой кинетической энергией приблизиться к ядру на расстояние меньше радиуса действия ядерных сил. Захват ядром нейтрона приводит к возбуждению ядра, и, если энергия возбуждения достаточна, происходит деление. Для U235 энергия связи выше критической - поэтому он может делиться нейтронами, для U238 необходима энергия более 1,1 МэВ, поэтому его практически невозможно использовать в качестве топлива. Рассмотрим процесс деления ядер и получающиеся при этом результаты на примере деления ядра U235нейтроном.

Реакция деления U235 может быть записана следующим образом:

+n → + + 𝜈n + Ef

На первом этапе ядро U235 захватывает нейтрон и образуется промежуточное ядро U236*, которое находится в возбужденном состоянии и может сбросить энергию возбуждения посредством нескольких конкурирующих друг с другом процессов: ϒ -излучением, испусканием нейтрона или делением.

В случае испускания ядром ϒ -кванта произойдет реакция радиационного поглощения нейтрона, заканчивающаяся образованием нового изотопа делящего элемента с большим массовым числом - U236. Этот процесс в реакторе ведет к бесполезной для развития цепной реакции потере нейтронов и к уничтожению первичного ядерного топлива. В большинстве случаев (85%) промежуточное ядро делится на два осколка, которые представляют собой ядра новых более легких атомов с массовыми числами А1 и А2 и зарядами Z1 и Z2. В результате реакции деления оба осколка перегружены нейтронами и испускают 2 или 3 вторичных нейтрона. Вторичные нейтроны поглощаются соседними ядрами урана и вызывают их деление. При соответствующих условиях может возникнуть самоподдерживающийся процесс массового деления ядер, называемый цепной ядерной реакцией. Данная реакция осуществляется в двух формах: неуправляемая (атомная бомба) и управляемая (ядерный реактор).

Еще статьи по экологии

Экологические проблемы озер Беларуси
Конституция Республики Беларусь в совокупности с иными нормативными правовыми актами составляет правовую основу для формирования и реализации государственной политики в области охраны окружающей среды ...

Оценка антропогенного воздействия на лесопарковые зоны г. Чебоксары
Сегодня в связи с урбанизацией зеленым зонам, находящимся в пригородах крупных промышленных центров, отечественными и зарубежными исследователями уделяется большое внимание. Экологическое значение эти ...

Система очистки сточных вод на ОАО Завод Универсал
Экологическая обстановка в Новокузнецке является одной из самых сложных. Город стабильно входит в двадцатку экологически неблагополучных городов России. Здесь среднегодовые концентрации вре ...