Деление ядра — это процесс, при котором ядро атома распадается на два или более меньших ядра с выделением энергии. Этот процесс является разновидностью радиоактивности и используется в различных целях, включая атомные электростанции и атомные бомбы.
Радиоактивность — это процесс, при котором нестабильные атомные ядра теряют энергию из-за излучения. Существует три основных типа излучения: альфа-частицы, бета-частицы и гамма-лучи. Эти выбросы могут быть вредными, но они также могут найти полезное применение в медицине, промышленности и энергетике.
Атомы являются основными строительными блоками материи. Они состоят из ядра, содержащего протоны и нейтроны, и электронов, вращающихся вокруг ядра. Число протонов в ядре определяет элемент. Например, у водорода один протон, а у урана — 92 протона.
При делении ядра ядро тяжелого атома, например урана-235 или плутония-239, поглощает нейтрон. Это делает ядро нестабильным, заставляя его разделиться на два более мелких ядра, называемых осколками деления. Вместе с этими осколками выделяется несколько нейтронов и большое количество энергии.
Нейтроны, высвобождаемые во время деления, могут вызвать новые реакции деления в близлежащих ядрах. Это создает цепную реакцию. Если цепную реакцию контролировать, ее можно использовать для производства энергии на атомной электростанции. Если его не контролировать, это может привести к взрыву, как в атомной бомбе.
Энергия, выделяемая при делении ядра, исходит от сильных ядерных сил, удерживающих ядро вместе. Когда ядро распадается, часть этой энергии преобразуется в тепло и излучение. Эту энергию можно использовать для выработки электроэнергии.
Атомные электростанции. На атомной электростанции контролируемые реакции деления производят тепло, которое используется для выработки пара. Пар приводит в движение турбины, которые производят электричество. Этот процесс не производит парниковых газов, что делает его более чистой альтернативой ископаемому топливу.
Медицинское использование: Радиоактивные изотопы, образующиеся в результате деления, используются в медицинской визуализации и лечении рака. Например, йод-131 используется для лечения рака щитовидной железы.
Атомные бомбы. В атомных бомбах используются неконтролируемые реакции деления. Быстрое выделение энергии вызывает мощный взрыв.
Продемонстрировать цепную реакцию можно с помощью домино. Составьте линию домино, стоящую дыбом. Когда вы опрокинете первое домино, это приведет к падению следующего и так далее, создавая цепную реакцию. Это похоже на то, как нейтроны вызывают больше реакций деления в цепной ядерной реакции.
В результате ядерного деления образуются радиоактивные отходы, с которыми необходимо тщательно обращаться, чтобы избежать загрязнения окружающей среды. Кроме того, всегда существует риск аварий, таких как Чернобыльская катастрофа, которая может иметь тяжелые последствия.
