Jak podzielić atom -

Atomy mogą nabywać lub tracą energię, gdy elektrony przejdą do wyższych lub niskich orbitów wokół jądra. Pielęgnacja jądra atomowego prowadzi do uwolnienia znacznie większej ilości energii w porównaniu z procesem przejścia elektronowym do niższej orbity. Takie podział nazywany jest podział nuklearny, a podział jąder grupy atomów nazywany jest reakcją łańcuchową. Ten proces nie może być przeprowadzany w domu. Wymaga laboratorium lub reaktora jądrowego z odpowiednim sprzętem.

Kroki

Metoda 1 z 3:

Bombardowanie radioaktywnych izotopów

jeden. Wybierz odpowiedni izotop. Niektóre elementy lub izotopy przechodzą promieniotwórczy rozkład, a różne izotopy mogą zachowywać się inaczej na różne sposoby. Najczęstszym izotopem uranu ma masę atomową 238 i składa się z 92 protonów i 146 neutronów, ale jego jądra zwykle absorbują neutrony bez podziału na jądro lżejszych elementów. Izotope Uran, którego jądro zawiera trzy neutrony mniej, udziela się znacznie łatwiej niż u, nazywa się to dzielącym izotopem.

Wraz z podziałem (podział) uranu trzy neutrony są uwalniane, które stoją z innymi atomami uranu, co skutkuje reakcją łańcuchową.
Niektóre izotopy są tak łatwo i szybkie, że niemożliwe jest utrzymanie stałej reakcji jądrowej. Zjawisko to nazywa się spontaniczne lub spontaniczne, rozkład. Na przykład, izotop Plutonium PU jest podatny na taki rozkład, w przeciwieństwie do PU w niższej stopie podziału.

2. Że reakcja kontynuowała po upadku pierwszego atomu, konieczne jest zebranie wystarczającej ilości izotopu. Aby to zrobić, konieczne jest posiadanie pewnej minimalnej ilości uszkodzonego izotopu, który będzie wspierać reakcję. Kwota ta nazywa się masą krytyczną. Aby osiągnąć masę krytyczną i zwiększyć prawdopodobieństwo rozpadu, wymagana jest wystarczająca ilość źródła.

3. Zastrzelił jeden rdzeń atomowy izotop do innego rdzenia tego samego izotopu. Ponieważ w formie wolnej, cząstki subatomowe są dość rzadkie, często konieczne jest oddzielenie ich przed atomami zawierającymi te cząstki. Jednym ze sposobów na to, aby strzelać jeden izotop jeden atom z innego atomu.

Ta metoda została użyta do tworzenia bomby atomowej od U, która została odrzucona na Hiroszimie. Pistolety z rdzeniem uranu, podobne do pistoletu, atomy strzałów u w celu z tych samych atomów. Atomy przeleciały wystarczająco szybko, by przeniknąć do neutronu penetrowanego do jądra innych atomów U i podzielić je. Podczas rozszczepienia z kolei zostaną zwolnione neutrony, które podzielono następujące atomy U.

cztery. Silizuj jądro izotopu filcowania przez cząstki subatomowe. Pojedyncza cząstka subatograficzna może wpaść do atomu U i podzielić go na dwa oddzielne atomy innych elementów, a trzy neutrony wyróżni się. Cząstki subatomowe można uzyskać z kontrolowanego źródła (na przykład pistoletu neutronowego) lub tworzyć w wyniku kolizji podstawowej. Zwykle używane są trzy typy cząstek subatomowych.

Protony. Te subultomiczne cząstki mają masę i dodatni ładunek elektryczny. Liczba protonów w atomu określa atom którego elementu jest.

Neutron. Masa tych cząstek subatomowych jest równa masie protonu, ale są neutralne (bez ładowania elektrycznego).

Cząstki alfa. Te cząstki są jąderami bez elektronów atomów helowych. Składają się z dwóch protonów i dwóch neutronów.

Metoda 2 z 3:

Kompresja materiałów radioaktywnych

jeden. Zdobądź krytyczną masę izotopu radioaktywnego. Będziesz potrzebował wystarczająco dużo materiału źródłowego, aby zapewnić wspierającą reakcję rozszczepienia. Należy pamiętać, że w pewnej masie dowolnego elementu (na przykład pluton) będzie kilka izotopów. Powinieneś obliczyć ilość niezbędnego izotopu w próbce.

2. Wzbogacać materiał próbki. Czasami konieczne jest zwiększenie względnej ilości określonego izotopu w próbce, aby zapewnić reakcję przytrzymującej rozszczepienia. Nazywa się to wzbogacaniem. Jest kilka sposobów Wzbogacenie materiałów radioaktywnych, włącznie z:

Dyfuzja gazów;

wirowanie;

Separacja elektromagnetyczna;

Dyfuzja termiczna płynu.

3. Chora próbka materiału, tak że podzielone atomy zbliżyły się do. Czasami atomy przerywają zbyt szybko i nie mają czasu na interakcję. W tym przypadku zbliżenie atomów zwiększa prawdopodobieństwo, że uwolnione cząstki subatomowe będą latać do sąsiednich atomów i podzielić je. Ściśnij próbkę z podziałem atomów PU z eksplozją.

Ta metoda została użyta podczas tworzenia bomby atomowej z PU, która została zresetowana na Nagasaki. Pluton został skompresowany przy pomocy zwykłego wybuchowego położonego wokół niego, w wyniku czego atomy PU były wystarczająco blisko, aby uczynić emitowane neutrony dotrzeć do sąsiednich atomów i podzielić je.

Metoda 3 z 3:

Rozdzielenie atomów z laserem

jeden. Zamknij materiał radioaktywny w metalowej skorupce. Umieść materiał radioaktywny w przypadku złota. Zabezpieczyć obudowę w posiadaczu miedzi. Należy pamiętać, że po rozpoczęciu rozpadu radioaktywny stanie się zarówno materiałem zanikającym, jak i metale.

2. Nałóż elektrony z promieniowaniem laserowym. Wraz z pojawieniem się laserami Petavatty (10 watów) stał się możliwy do podzielonego atomów z promieniowaniem laserowym ze względu na wzbudzenie elektronów w skorupce metalowej, w środku, do którego zawierano materiał radioaktywny. Wyglądaj również na elektrony w metalu z laserem 50-tervatt (5 x 10 W).

3. Wyłącz laser. Gdy elektrony zaczynają powrócić do ich zwykłych orbitów, przeznaczą promieniowanie gamma o wysokiej energii, co przeniknie do rdzenia złota i miedzi. W rezultacie neutrony zostaną zwolnione z jąder. Te neutrony będą zmierzyć się pod złotymi atomami uranu i podzieli je.

Ostrzeżenie

Promieniowanie radioaktywne jest śmiertelne niebezpieczne. W celu ochrony przed niej są specjalne zasady i urządzenia. Trzymaj się bezpiecznej odległości od materiałów radioaktywnych.
Prowadzić podobne eksperymenty samodzielnie zabronione przez prawo.
Takie eksperymenty mogą prowadzić do silnej eksplozji.
Podobnie jak w przypadku każdego innego sprzętu, zasady bezpieczeństwa powinny być przestrzegane i nie robić nic ryzykownego.
Takie eksperymenty powinny być zaangażowane w odpowiednią instytucję, na przykład na reaktorze jądrowym lub w fizycznym laboratorium.