Maghasadás és láncreakció

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Maghasadás és láncreakció"

György Pataki
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 βα Összeállította: és lácreakció CSISZÁR IMRE SZTE, Ságvári E. Gyakorló Gimázium SZEGED, 27. jauár 1932: J. Chadwick: eutro felfedezése A eutrora a mag em gyakorol taszítóer t, így köye a magba hatolhat. Külöböz atommagokat kezdtek besugározi eutroal ja. 3.: Hitler hatalomra kerülése 1933: E. Fermi: az uráál agyobb redszámú, a természetbe fel em lelhetúj elemek mesterséges elállítását tzte ki célul. 238 U +?? A keletkezett magokat em tudta azoosítai. 1933: Iree Curie: Fermihez hasoló kísérletsorozatot végeztek a traszuráok keresésére. 1934: F.-J. és I. Curie: mesterséges radioaktivitás 238 U : P. Scherrer: 238 Th + 57 La 89 Ac traszurá? jelet s radioaktivitás Mesterségese el állított izotópok vagy sugárzás kibocsátásával másik atommaggá alakulak. M szerhibára godolt 1

Fermi: az uráál agyobb redszámú, a természetbe fel em lelhetúj elemek mesterséges elállítását tzte ki célul. 238 U +?? A keletkezett magokat em tudta azoosítai.

2 1938. dec.: Hah és Strassma: maghasadás Késbb azt is kimutatták, hogy a kripto és a bárium mellett másfajta hasadási termékek is felléphetek U U Ba + Kr eergia O. Hah ( ) F. Strassma ( ) U U Cs + Rb eergia U Ba +... Azt a megleperedméyt kapták, hogy az urá besugárzását követe a jóval kisebb redszámú bárium mutatható ki. 56 hasadási termékek tömegszám szeriti eloszlása U U Xe + Sr eergia : Az a jeleség amely sorá a agy tömegszámú atomag két közepes tömegszámú atommaggá és éháy eutroá esik szét eergia felszabadulás kíséretébe. A természetbe el forduló atommagok közül csak az 235 U izotóp képes hasadásra. A maghasadás mechaizmusa: A maghasadás mechaizmusa: az 235 U befog egy eutrot 236U izotóppá változik az atommag rezgésbe jö, hasolóa egy vízcsepphez 235 U 236 U X Y eergia a mag két részre esik szét a két rész Coulomb taszítás miatt agy sebességgel szétlökdik 2

.. Azt a megleperedméyt kapták, hogy az urá besugárzását követe a jóval kisebb redszámú bárium mutatható ki.

3 Megjegyzések: A keletkezett magok em stabil izotópok, a hasadási termékekbe több a eutro, mit ami stabil magokra jellemzlee, ezért a hasadási termékek radioaktívak.(β sugárzással bomlaak stabil magokká.) A keletkezeutrook száma a bomlás eredméyétl függe 2 vagy 3. Ezek a eutrook újabb urá magokak ütközve a hasadás lehetségét hordozzák magukba. A probléma az, hogy ezek a eutrook túl gyorsak (pj) a további hasításokhoz. Ezért le kell ket lassítai (,1aJ), hogy újabb hasadás következze be. A lassító közeg (moderátor) köymagokból álló ayag, pl.: víz vagy grafit. A maghasadás sorá jelets meyiségeergia szabadul fel Az urá fbb izotópjai: 99,3 %-a 238 U U U β Np,7 %-a 235 U 93 β Pu Neutro veszteség 1 g urá hasadásakor 825MJ (5t szé) Neutro yereség Mo. éves elektromoseergia-fogyasztása: 19 toa tiszta 235 U 47.. toa feketekszé A természetes urába a jóval gyakoribb 238 U elyeli a gyors eutrookat, tehát a természetes urába ics lácreakció. 3

A probléma az, hogy ezek a eutrook túl gyorsak (pj) a további hasításokhoz. Ezért le kell ket lassítai (,1aJ), hogy újabb hasadás következze be. A lassító közeg (moderátor) köymagokból álló ayag, pl.

4 1934. márc.: Szilárd Leo: a lácreakció titkos szabadalma a Brit Admiralitáshoz +...? ?... + ENERGIA Magfizikai lácreakció: A maghasadás sorá keletkezeutrook újabb hasadásokat idézek el, és ez a folyamat ismétldik márc.: Szilárd Leo Erico Fermi F-J. Curie Kísérletileg megvalósítják Szilárd Leo május 3: Szilárd Leo ( ) Mide késze állt, em volt egyéb teed k, mit az, hogy elfordítsuk egy kapcsolót, hátrad ljük és ézzük a katódcs képery jét. Ha felvillaások jeleek meg rajta, ez azt jeleti, hogy az uráhasadás sorá eutrook is kibocsátásra kerülek, ekkor viszot küszöbö áll az atomeergia agyaráyú felszabadítása. Elfordítottuk a kapcsolót és láttuk a villaó féyeket: Néztük ket egy darabig, majd midet lekapcsoltuk és hazametük. Eze az éjszaká kevés kétségem volt afel l, hogy a világ agy baj el tt áll. Sokszorozási téyez : Ha számú hasadás sorá keletkezeutrookból számú idéz elújabb hasadást, akkor a k = háyados. A lácreakció akkor öfetartó, ha: k > 1 Elevezések: Ha k < 1 szubkritikus a reakció Ha k = 1 kritikus a reakció Ha k < 1 szuperkritikus a reakció 4

Curie Kísérletileg megvalósítják Szilárd Leo 1939.

5 A eutrook lassítása: - a eutrookat a lassításhoz ki kell vezeti az Urából - Moderátor (lasító) közegek: - grafit: lassít, em yeli el a eutrookat (agyo tiszta kell) - Nehézvíz (D 2 O): lassít, em yeli el a eutrookat (drága) - Víz (H 2 O): lassít, de elyeli a eutrookat Fel kell dúsítai a 235 U meyiségét az Urába Szabályozhatóság kérdése: - a eutrook kb.,1 ms alatt váltaak ki újabb hasadást? - vaak ú. késeutrook 35 (55 ) 36 eutro 87 Br β 87Kr s (23 ) 54 eutro 137 I β 137Xe - a késeutrook aráya,65% s Kr Xe - a sokszorozási téyezezekkel lesz agyobb, mit 1 Atomermvek mködéséek Hagyomáyos er m m ködési vázlata: Eergiahordozó Gz Turbia Geerátor Áram Atomermvek mködéséek Atomer m vekél: a megoldadó probléma, hogy a víz radioaktív Több vízkör szükséges Eergiahordozó HcserélTurbia Geerátor Áram 5

6 Atomermvek mködéséek Atomermvek mködéséek Atomreaktor: ftelem eergia biztosítása urá moderátor eutrook lassítása víz, grafit abszorbes szabályozás cadmium, bór htés eergia elszállítása víz Atomer m vek m ködéséek Cserobil Urá Grafit Cadmium Víz f t elem moderátor szabályzó h tés Paks Urá Víz Cadmium Víz 6

szabályozás cadmium, bór htés eergia elszállítása víz Atomer m vek m

Hasonló dokumentumok

A Tömegspektrométer elve AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve. Az atommag komponensei:

AZ ATOMMAG FIZIKÁJA Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve Az atommag komponensei izotópok Tömeghiány, kötési energia, stabilitás Magerők Magmodellek Az atommag stabilitásának tényezői