បន្ទុះនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់។ ការរៀបរាប់នៃដំណើរការនេះ

ចែកស្នូល - បំបែកអាតូមធ្ងន់មួយពីរជាបំណែកនៃការចូលទៅក្នុងទំងន់ប្រមាណស្មើគ្នា, តាមពីក្រោយដោយការរំដោះមួយចំនួនធំនៃថាមពល។

ការរកឃើញនៃការចាប់ផ្តើមបន្ទុះនុយក្លេអ៊ែរថ្មីមួយសម័យ - "អាយុបរមាណូ" ។ សក្តានុពលនៃការប្រើប្រាស់ដែលអាចធ្វើបានរបស់ខ្លួននិងតុល្យភាពនៃហានិភ័យដើម្បីទទួលបានប្រយោជន៍ពីការប្រើរបស់ខ្លួនមិនត្រឹមតែផ្ដល់ការកើនឡើងនូវសមិទ្ធផលសង្គមជាច្រើន, នយោបាយ, សេដ្ឋកិច្ចនិងវិទ្យាសាស្រ្តមួយនោះទេប៉ុន្តែជាបញ្ហាធ្ងន់ធ្ងរផងដែរ។ សូម្បីតែពីចំណុចនៃទិដ្ឋភាពសុទ្ធសាធវិទ្យាសាស្រ្ត, ដំណើរការបន្ទុះនុយក្លេអ៊ែរបានបង្កើតមួយចំនួនធំនៃល្បែងផ្គុំរូបភាពនិងផលវិបាកនិងការពន្យល់ទ្រឹស្តីពេញលេញសម្រាប់វាគឺជារឿងនៃការនាពេលអនាគតនេះ។

ការចែករំលែក - ប្រយោជន៍

ការចងថាមពល (ក្នុងមួយ nucleon) មានភាពខុសគ្នាក្នុងស្នូលផ្សេងគ្នា។ ធ្ងន់មានថាមពលចងទាបជាងមានទីតាំងនៅកណ្ដាលតារាងកាលកំណត់នេះ។

នេះមានន័យថាស្នូលធ្ងន់ដែលក្នុងនោះបរមាណូ ចំនួនច្រើនជាង 100 នាក់បានបែងចែកផលប្រយោជន៍ពីរចូលទៅក្នុងបំណែកមានទំហំតូចដោយហេតុនេះបញ្ចេញថាមពលដែលត្រូវបានបម្លែងទៅជាថាមពលស៊ីនេទិចនៃបំណែក។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថាការបំបែក អាតូម។

ដោយអនុលោមតាមខ្សែកោងស្ថេរភាពដែលបង្ហាញការពឹងផ្អែកនៃចំនួនប្រូតុងពីនុយក្លីដថេរសម្រាប់នឺត្រុងស្នូលធ្ងន់ចូលចិត្តមួយចំនួនធំនៃនឺត្រុងនេះ (បើប្រៀបធៀបជាមួយនឹងចំនួននៃប្រូតុង) ជាងស្រាលជាងមុន។ នេះបានបង្ហាញថាការបន្ថែមទៅលើដំណើរការពុះនេះនឹងត្រូវបានបញ្ចេញណឺត្រុង "ទំនេរ" មួយចំនួន។ លើសពីនេះទៀតពួកគេនឹងយកនៅលើមួយចំនួននៃថាមពលបានចេញផ្សាយ។ បន្ទុះសិក្សានៃអាតូមអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមបានបង្ហាញថានេះបង្កើតនឺត្រុង 3-4: លោក U → ^{238 145 90} + + br + ឡា 3n ។

ចំនួនអាតូមិច (និងម៉ាស់អាតូម) នៃបំណែកនេះគឺមិនស្មើនឹងពាក់កណ្តាល ដែលមានម៉ាស់អាតូម របស់មេ។ ភាពខុសគ្នារវាងអាតូមម៉ាស់បានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការបំបែកជាចំណែកមួយជាធម្មតាប្រហែល 50 ប៉ុន្ដែមូលហេតុសម្រាប់នេះគឺមិនទាន់ច្បាស់លាស់ទាំងស្រុង។

ការចងនៃថាមពល ²³⁸ លោក U, ¹⁴⁵ និង ⁹⁰ ឡា br 1803 គឺមាន, 1198 និង 763 MeV រៀងគ្នា។ នេះមានន័យថាថាមពលដែលត្រូវបានចេញផ្សាយបន្ទុះអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមស្មើ 1198 + + 158 = 763-1803 MeV លទ្ធផលបានមកពីប្រតិកម្ម។

បន្ទុះដោយឯកឯង

បំបែកដោយឯកឯងត្រូវបានដំណើរការដែលគេស្គាល់ថានៅក្នុងធម្មជាតិ, ប៉ុន្តែពួកគេគឺកម្រណាស់។ នេះជាជីវិតមធ្យមនៃដំណើរការនេះគឺប្រហែល 10 ^{17 និងឧទាហរណ៍មួយជីវិតមធ្យមនៃការបំបែកនៃអាល់ហ្វាគឺអំពី} radionuclide 10 ^{11 ។}

មូលហេតុសម្រាប់នេះគឺថានៅក្នុងគោលបំណងដើម្បីបំបែកទៅជាពីរផ្នែកដំបូងស្នូលត្រូវតែឆ្លងកាត់ការខូចទ្រង់ទ្រាយ (លាតសន្ធឹង) នៅក្នុងសំណុំបែបបទ ellipsoid, ហើយបន្ទាប់មក, មុនពេលការបំបែកជាចំណែកចុងក្រោយចូលទៅក្នុងបំណែកពីរបង្កើតបានជា "ក" នៅក្នុងពាក់កណ្តាល។

របាំងសក្តានុពល

នៅរដ្ឋបាន deformed នៅស្នូលនៃកងកម្លាំងទាំងពីរ។ មួយនៃពួកគេ - ថាមពលនេះបានកើនឡើងផ្ទៃ (ភាពតានតឹងផ្ទៃនៃដំណក់ទឹករាវរាងស្វ៊ែររបស់ខ្លួនពន្យល់) និងផ្សេងទៀត - ការច្រានចេញ Coulomb រវាងបំណែកបន្ទុះនេះ។ រួមជាមួយគ្នាពួកគេផលិតបានជារបាំងសក្តានុពល។

ដូចជានៅក្នុងករណីនៃការពុកផុយអាល់ហ្វាកើតមានឡើងបន្ទុះ spontaneous នៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមបរមាណូស្នូល, បំណែកត្រូវតែពុះពារឧបសគ្គដោយមធ្យោបាយនៃការជីករូងក្នុងដីកង់ទិចនេះ។ ឧបសគ្គនោះគឺអំពីការ 6 MeV ដូចនៅក្នុងករណីនៃ Alpha-ពុកផុយនោះទេប៉ុន្ដែប្រហែលនៃការជីករូងក្នុងដីនៃαភាគល្អិតនេះគឺគួរឱ្យកត់សម្គាល់ធំជាងអាតូមពុះផលិតផលនេះច្រើនធ្ងន់។

ការរិចរិលបង្ខំ

ច្រើនទៀតទំនងជាត្រូវបណ្ដាលមកបន្ទុះនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម។ ក្នុងករណីនេះឪពុកម្តាយត្រូវបានស្នូលជាមួយណឺត្រុង irradiated ។ បើសិនជាឪពុកម្តាយវាស្រូបយក, បន្ទាប់មកពួកគេត្រូវបានគេចងទៅបញ្ចេញថាមពលចងភ្ជាប់នៅក្នុងសំណុំបែបបទនៃការថាមពលរំញ័រដែលអាចលើសពី 6 MeV ត្រូវការដើម្បីយកឈ្នះលើឧបសគ្គសក្តានុពល។

ដែលជាកន្លែងដែលថាមពលនឺត្រុងបន្ថែមទៀតគឺមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីយកឈ្នះលើឧបសគ្គសក្តានុពលនឺត្រុងឧប្បត្តិហេតុនេះត្រូវមានថាមពល kinetic អប្បបរមានៅក្នុងគោលបំណងដើម្បីអាចនាំឱ្យមានការពុះនៃអាតូមបាន។ ^{នៅក្នុងករណីនៃការបន្ថែមចំនួន 238} ក្រុម U នឺត្រុងថាមពលចងបាត់ប្រហែល 1 MeV ។ នេះមានន័យថាបន្ទុះនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដែលបណ្ដាលមកតែណឺត្រុងជាមួយថាមពល kinetic ធំជាង 1 MeV ។ នៅលើដៃផ្សេងទៀតដែលជាអ៊ីសូតូមមាន ²³⁵ លោក U មួយដែលមិនមែនគូនឺត្រុង។ នៅពេលដែលស្នូលស្រូបយកបន្ថែមទៀត, វាបង្កើតជាមួយនឹងវាប្តីប្រពន្ធមួយនិងថាមពលចងបន្ថែមទៀតគឺជាលទ្ធផលនៃគូនេះ។ នេះគឺជាការគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបញ្ចេញបរិមាណនៃថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីយកឈ្នះលើឧបសគ្គសក្តានុពលនៃការស្នូលនិងការបែងចែកនៃអ៊ីសូតូបបានកើតឡើងទង្គិចជាមួយនឺត្រុងណាមួយនោះទេ។

ពុកបេតា

បើទោះបីជាការពិតដែលថាប្រតិកម្មបន្ទុះត្រូវបានបញ្ចេញដោយបីឬបួននឺត្រុង, បំណែកនៅតែមានច្រើនជាងអ៊ីសូបារណឺត្រុងមានស្ថេរភាពរបស់ខ្លួន។ នេះមានន័យថាបំណែកបំបែកជាចំណែកដែលមានជាទូទៅមិនស្ថិតស្ថេរដោយគោរពទៅនឹងការពុកផុយបេតា។

ឧទាហរណ៍នៅពេលដែលមានជាផ្នែកមួយរបស់ស្នូលនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម ²³⁸ លោក U មួយអ៊ីសូបារស្ថេរភាពជាមួយ = 145 ¹⁴⁵ គឺ neodymium ទីដែលមានន័យថា lanthanum បំណែកឡា ¹⁴⁵ បំបែកទៅជាបីដំណាក់កាល, រាល់ពេលដោយ radiating អេឡិចត្រុងនិងរបកគំរហូតដល់ជានុយក្លីដថេរត្រូវបានបង្កើតឡើង។ អ៊ីសូបារស្ថេរភាពជាមួយ = 90 ⁹⁰ Zr zirconium ដូច្នេះ bromo បំណែកបំបែកជាចំណែក br ^{បំបែកទៅជាប្រាំចំនួន 90} ដំណាក់កាលβ-ខ្សែសង្វាក់ពុក។

β-ពុកខ្សែសង្វាក់ការបញ្ចេញថាមពលបន្ថែមទាំងនេះត្រូវបានអនុវត្តទៅឆ្ងាយដែលស្ទើរតែទាំងអស់អេឡិចត្រុងនិងរបស់មួយរបកគំ។

ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ: បន្ទុះនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម

នុយគ្លីដដោយផ្ទាល់ពីវិទ្យុសកម្មនឺត្រុងជាមួយនឹងចំនួននៃពួកគេមានទំហំធំពេកដើម្បីធានាស្ថិរភាពនៃ nucleus នេះគឺមិនទំនង។ ខាងក្រោមនេះចំណុចនោះគឺថាមិនមានការច្រានចេញ Coulomb, ហើយដូច្នេះថាមពលផ្ទៃនេះមាននិន្នាការដើម្បីរក្សានឺត្រុងនេះដោយសារតែឪពុកម្តាយនោះទេ។ ទោះយ៉ាងណាពេលខ្លះវាកើតឡើង។ ឧទាហរណ៍: បំណែកបន្ទុះ br ⁹⁰ នៅក្នុង Beta-ពុកដំបូងផលិតមួយ krypton-90 ដែលអាចត្រូវបានមានទីតាំងស្ថិតនៅក្នុងរដ្ឋរំភើបមួយដែលមានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីជំនះលើថាមពលផ្ទៃ។ ក្នុងករណីនេះវិទ្យុសកម្មនឺត្រុងនេះអាចកើតឡើងដោយផ្ទាល់ដើម្បីបង្កើត krypton-89 មួយ។ អ៊ីសូបារនេះគឺនៅតែមិនស្ថិតស្ថេរជាមួយនឹងការគោរពទៅនឹង Beta-បុកមិនទាន់បានចូលទៅក្នុង yttrium-89 មានស្ថេរភាព, ដូច្នេះ krypton-89 ត្រូវបានបែងចែកជាបីដំណាក់កាល។

បន្ទុះអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម: ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់

ណឺត្រុងបញ្ចេញប្រតិកម្មបំបែកជាចំណែកនៅអាចត្រូវបានស្រូបយកបានដោយឪពុកម្តាយ-ស្នូលផ្សេងទៀតដែលកំពុងបង្កដោយខ្លួនឯង fission ។ នៅក្នុងករណីនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម-238 បីនឺត្រុងដែលកើតចេញជាមួយនឹងថាមពលតិចជាង 1 MeV (ថាមពលដែលបានចេញផ្សាយនៅក្នុងបន្ទុះនៃស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម - 158 MeV - ភាគច្រើនបានបម្លែងទៅជាបំណែកបំបែកជាចំណែកថាមពល kinetic) ដូច្នេះពួកគេមិនអាចបង្កឱ្យមានការបែកបាក់បន្ថែមទៀតនៃនុយក្លីដថេរនេះ។ ទោះជាយ៉ាងណា, ប្រសិនបើការផ្តោតអារម្មណ៍សំខាន់មួយនៃអ៊ីសូតូបកម្រនេះលោក U ²³⁵ ណឺត្រុងគិតថ្លៃទាំងនេះអាចត្រូវបានថតដោយលោក U ²³⁵ ស្នូលដែលវាអាចពិតជាបង្កឱ្យមានការបំបែកជាចំណែកតាំងពីក្នុងករណីនេះគឺមិនមានកម្រិតចាប់ផ្ដើមថាមពលខាងក្រោមដែលផ្នែកនេះគឺមិនត្រូវបាននាំមក។

នេះជាប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់គោលការណ៍។

ប្រភេទនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ

សូមឱ្យមាន k - ចំនួនរបស់នឺត្រុងផលិតនៅក្នុងគំរូមួយនៃសម្ភារៈ fissile ក្នុងជំហាន n នៃខ្សែសង្វាក់មួយដែលបែងចែកដោយចំនួននៃនឺត្រុងដែលបានផលិតនៅក្នុងដំណាក់កាល n នេះ - 1. ចំនួននេះនឹងអាស្រ័យលើចំនួនរបស់នឺត្រុងផលិតនៅក្នុងជំហាន n - 1 ត្រូវបានស្រូបយកដោយស្នូល, ដែល អាចទទួលបន្ទុះការលើកទឹកចិត្ត។

•បើមាន k <1 នៅលើប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នេះគឺគ្រាន់តែចេញពីចំហាយនិងដំណើរការនេះនឹងបញ្ឈប់ការយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ នេះជាអ្វីដែលកើតឡើងនៅក្នុងធម្មជាតិ រ៉ែអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម, ^{នៅក្នុងការដែលការផ្តោតអារម្មណ៍នៃ 235} លោក U គឺតូចណាស់ដែលប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្រូបយកនឺត្រុងអ៊ីសូតូបនេះគឺធ្វេសប្រហែសខ្លាំងណាស់។

•បើមាន k> 1, ប្រតិកម្មខ្សែសង្វាក់នេះនឹងបន្តកើនឡើងដែលវែងដូចដែលទាំងអស់នៃសម្ភារៈនឹងមិន fissile ត្រូវបានប្រើ (គ្រាប់បែកបរមាណូនេះ) ។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយ enriching ដើម្បីទទួលបានរ៉ែធម្មជាតិផ្តោតអារម្មណ៍ខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ដែលមានអ៊ុយរ៉ានីញ៉ូ-235 របស់។ ចំពោះការកើនឡើងតម្លៃ k ស្វ៊ែរគំរូជាមួយប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្រូបយកនឺត្រុងដែលជាពឹងផ្អែកលើកាំនៃវិស័យនេះ។ ហេតុនេះហើយបានជាលោក U ត្រូវលើសទម្ងន់ម៉ាស់សំខាន់ជាក់លាក់មួយដើម្បីបន្ទុះនៃអ៊ុយរ៉ាញ៉ូម (ខ្សែច្រវាក់ប្រតិកម្ម) អាចកើតមានឡើង។

•បើ k = 1, បន្ទាប់មកមានប្រតិកម្មគ្រប់គ្រង។ វាត្រូវបានប្រើនៅក្នុង រ៉េអាក់ទ័រនុយក្លេអ៊ែរ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគ្រប់គ្រងការចែកចាយនៅក្នុងចំណោមកំណាត់អ៊ុយរ៉ាញ៉ូមរបស់កាតមីញ៉ូមឬ boron ដែលបានស្រូបយកច្រើនបំផុតនៃនឺត្រុង (ធាតុទាំងនេះមានសមត្ថភាពក្នុងការចាប់យកណឺត្រុង) ។ ចែកស្នូលអ៊ុយរ៉ាញ៉ូមដែលវាត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដែលគ្រប់គ្រងដោយស្វ័យប្រវត្តិដោយដំបងដូច្នេះតម្លៃមាន k នៅតែស្មើនឹងមួយ។