Κρίσιμη μάζα στη φυσική

Πυρηνική σχάση - παρουσιάζονται εν συντομία οι γνώσεις φυσικής

• Οι δύο χημικοί Otto Hahn και Friedrich Straßmann ανακάλυψαν μαζί με τον φυσικό Liese Meitner το 1939 ότι ένας πυρήνας ενός συγκεκριμένου ισοτόπου ουρανίου (δηλαδή ουράνιο-235) χωρισμένο σε δύο μεσαίου βάρους πυρήνες συντριμμιών όταν βομβαρδίζεται με αργά νετρόνια φύλλα. Τα προϊόντα σχάσης είναι ως επί το πλείστον ραδιενεργά (λόγω της περίσσειας νετρονίων).
• Πιο λεπτομερείς έρευνες λίγο αργότερα έδειξαν ότι αυτή η διάσπαση δεν ήταν μόνο ενέργειαπου ήταν αποθηκευμένο στον πυρήνα απελευθερώνεται, αλλά και 2-3 νετρόνια.
• Τα νετρόνια που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της πυρηνικής σχάσης μπορούν να διασπάσουν περαιτέρω πυρήνες ουρανίου, με περαιτέρω νετρόνια να απελευθερώνονται.
• Εάν υπάρχουν αρκετοί πυρήνες ουρανίου, η διαδικασία αναπτύσσεται σαν χιονοστιβάδα - συμβαίνει μια αλυσιδωτή αντίδραση στην οποία απελευθερώνονται τεράστια ποσά ενέργειας (λέξη -κλειδί: ατομική βόμβα).
  instagram viewer

Κρίσιμη μάζα - τι είναι;

• Η προϋπόθεση για τη φυσική αλυσιδωτή αντίδραση κατά τη διάρκεια της σχάσης είναι, φυσικά, ότι τα νετρόνια που απελευθερώνονται, με τη σειρά τους, χωρίζουν πυρήνες ουρανίου.


Από τι αποτελείται η ατομική βόμβα;

Είστε εγγυημένοι ότι δεν θα κάνετε λάθος όταν σας ρωτήσουν από τι αποτελείται η ατομική βόμβα ...

• Για να γίνει αυτό, ωστόσο, πρέπει να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις: Τα νετρόνια δεν πρέπει να προκαλούνται από άλλες αντιδράσεις (π. ΣΙ. Η παγίδευση από άλλους ατομικούς πυρήνες ή η παγίδευση τοιχώματος) εξακολουθούν να χάνονται στο ύπαιθρο, δηλαδή μπορούν να διαφύγουν από το υλικό που περιέχει ουράνιο.
• Η ευκολότερη επιλογή είναι συνεπώς να ληφθεί τόσο πολύ σχάσιμο υλικό (ουράνιο-235) ώστε τα νετρόνια που παράγονται συνεχίζουν να επανέρχονται συναντούν σχάσιμο υλικό, δηλαδή συναντούν έναν νέο σύντροφο αντίδρασης στο δρόμο τους μέσα από το υλικό πριν το αφήσουν ή αλλιώς αντιδρώ.
• Φυσικά, αυτό μπορεί να επιτευχθεί έχοντας μια ελάχιστη ποσότητα σχάσιμου υλικού.
• Εάν αυτή η μάζα είναι σφαιρική, η κρίσιμη μάζα είναι η ποσότητα σχάσιμου υλικού που είναι τουλάχιστον απαραίτητη για να πραγματοποιηθεί η αλυσιδωτή αντίδραση.
• Η κρίσιμη μάζα για το καθαρό (!) Ουράνιο-235 είναι περίπου 50 κιλά, εμπλουτισμένα σχάσιμα υλικά αντίστοιχα περισσότερο.
• Τα ειδικά καλύμματα από υλικό που ανακλά νετρόνια μειώνουν φυσικά αυτήν την κρίσιμη μάζα, έτσι ώστε περίπου 15 κιλά U-235 και περίπου 4,4 κιλά του επίσης σχάσιμου πλουτωνίου ως κρίσιμης μάζας (στρατιωτική-τεχνική, δηλαδή για πυρηνική έκρηξη) επαρκής.