Cum să împărțiți un atom

Atomii pot dobândi sau pot pierde energie atunci când electronii merg la orbite mai mari sau joase în jurul kernelului. Împărțirea nucleului atomic duce la o eliberare a unei cantități mult mai mari de energie comparativ cu procesul de tranziție electronică la o orbită inferioară. O astfel de divizare se numește diviziune nucleară, iar diviziunea nucleelor grupului de atomi se numește o reacție în lanț. Acest proces nu poate fi efectuat la domiciliu. Este nevoie de un laborator sau un reactor nuclear cu echipament adecvat.

Pași

Metoda 1 din 3:

Bombardarea izotopilor radioactivi

unu. Alegeți un izotop adecvat. Unele elemente sau izotopi suferă degradare radioactivă, iar diverși izotopi se pot comporta diferit în moduri diferite. Cel mai comun izotop de uraniu are o greutate atomică 238 și constă din 92 de protoni și 146 de neutroni, dar miezurile sale absorb, de obicei, neutronii fără a se despica asupra nucleului elementelor mai ușoare. Uranus izotop, kernel-ul care conține trei neutroni mai puțin, u este împărțită mult mai ușor decât u, se numește un izotop divizat.

Cu divizarea (diviziunea) uraniu, sunt eliberați trei neutroni, care se confruntă cu alți atomi de uraniu, rezultând o reacție în lanț.
Unii izotopi sunt împărțiți atât de ușor și rapid încât este imposibil să se mențină o reacție nucleară constantă. Acest fenomen este numit spontan sau spontan, decădere. De exemplu, un izotop Pu plutonium este susceptibil la o astfel de decădere, spre deosebire de PU la o rată de divizare inferioară.

Imagine intitulată împărțiți un atom Pasul 2

2. Că reacția a continuat după prăbușirea primului atom, este necesar să se colecteze suficient izotop. Pentru a face acest lucru, este necesar să aveți o anumită cantitate minimă de izotop defect care va susține reacția. Această sumă se numește o masă critică. Pentru a obține o masă critică și a crește probabilitatea de degradare, este necesară o cantitate suficientă de sursă.

Imagine intitulată împărțiți un atom pas 3

3. A împușcat un nucleu atomic al izotopului într-un alt nucleu al aceluiași izotop. Deoarece în formă liberă, particulele subatomice sunt destul de rare, este adesea necesară separarea lor de atomii care conțin aceste particule. O modalitate de a face acest lucru este de a trage un izotop un atom dintr-un alt atom.

Această metodă a fost utilizată pentru a crea o bombă atomică de la U, care a fost aruncată pe Hiroshima. Armele cu un nucleu de uraniu, similar cu arma, atomi împușcați u în țintă de la aceeasi atomi u. Atomii au zburat suficient de repede pentru a pătrunde în neutronul pătruns în kernelul altui atomi u și le-a împărțit. Când se desparte, la rândul său, neutronii au fost eliberați, care împărtășesc următorii atomi U.

Imaginea intitulată împărțiți un atom Pasul 4

4. Silierea kernelului izotopului de felicitare prin particule subatomice. Particulele subatomate unice poate cădea în atom u și o împărtășește în doi atomi separați de alte elemente, iar trei neutroni vor ieși în evidență. Particulele subatomice pot fi obținute din sursa controlată (de exemplu, pistolul neutronilor) sau creează ca rezultat al coliziunii de bază. Trei tipuri de particule subatomice sunt de obicei utilizate.

Protoni. Aceste particule subatomice au o încărcătură electrică de masă și pozitivă. Numărul de protoni din atom determină atomul pentru care elementul este.

Neutron. Masa acestor particule subatomice este egală cu masa protonului, dar ele sunt neutre (fără încărcătură electrică).

Alfa particulele. Aceste particule sunt kerneluri fără electroni de atomi de heliu. Ele constau din doi protoni și doi neutroni.

Metoda 2 din 3:

Compresia materialelor radioactive

unu. Obțineți masa critică a izotopului radioactiv. Veți avea nevoie de suficient material sursă pentru a vă asigura reacția de fisiune de susținere. Rețineți că, într-o anumită masă a oricărui element (de exemplu, plutoniu) vor exista mai mulți izotopi. Ar trebui să calculați cantitatea de izotopă necesară din eșantion.

Imaginea intitulată împărțiți un atom Pasul 6

2. Îmbogățiți materialul eșantionului. Uneori este necesar să se mărească cantitatea relativă a izotopului definit în eșantion pentru a asigura reacția de fisiune de susținere. Aceasta se numește îmbogățire. Există mai multe moduri Îmbogățirea materialelor radioactive, inclusiv:

Difuzarea gazelor;

centrifugare;

Separarea electromagnetică;

Difuzia termică a fluidului.

Imaginea intitulată împărțiți un atom Pasul 7

3. Bolnav o probă a materialului, astfel încât atomii împărțiți să se apropie de. Uneori atomii se sparg prea repede de ei înșiși și nu au timp să interacționeze. În acest caz, apropierea atomilor crește probabilitatea ca particulele subatomice eliberate să zboare spre atomii vecini și îi vor împărți. Strângeți o probă cu atomii PU cu o explozie.

Această metodă a fost utilizată la crearea unei bombe atomice de la PU, care a fost resetată pe Nagasaki. Plutoniul a fost comprimat cu ajutorul unui exploziv obișnuit situat în jurul lui, ca rezultat al căruia atomii PU s-au apropiat suficient pentru a face neutronii emise să ajungă la atomii adiacenți și să le împartă.

Metoda 3 din 3:

Împărțirea atomilor cu laser

unu. Închideți materialul radioactiv din carcasa metalică. Plasați materialul radioactiv în cazul de aur. Asigurați carcasa într-un suport de cupru. Rețineți că, după începutul degradării, radioactivul va deveni atât material de decolorare, cât și metale.

Imaginea intitulată împărțiți un atom Pasul 9

2. Aplicați electronii cu radiații laser. Odată cu apariția laserelor Petavatty (10 wați), a devenit posibilă împărțirea atomilor cu radiații laser datorită excitației electronilor din carcasa metalică, în interiorul căreia a fost încheiată materialul radioactiv. De asemenea, excitați electroni în metal cu un laser de 50 de tervat (5 x 10 watt).

Imaginea intitulată împărțiți un atom Pasul 10

3. Opriți laserul. Când electronii încep să se întoarcă la orbitele lor obișnuite, vor aloca radiații gamma de mare energie, care vor pătrunde în nucleul aurului și al cuprului. Ca urmare, neutronii vor fi eliberați din nuclee. Acești neutroni se vor confrunta sub atomii de aur de uraniu și se vor împărți.

Avertizări

Radiația radioactivă este periculoasă. Pentru protecție de la acesta există reguli și dispozitive speciale. Păstrați la o distanță sigură de materialele radioactive.
Efectuați experimente similare pe cont propriu interzise de lege.
Astfel de experimente pot duce la o explozie puternică.
Ca și în cazul oricăror alte echipamente, trebuie respectate regulile de siguranță și să nu facă nimic riscant.
Astfel de experimente ar trebui să fie angajate într-o instituție adecvată, de exemplu pe un reactor nuclear sau într-un laborator fizic.