Atom energetikasining fizik asoslari. Yadro energiyasidan foydalanishda xavfsizlik choralari

11-sinf fizika darsligi asosida 44-mavzu: Atom energetikasining fizik asoslari. Yadro energiyasidan foydalanishda xavfsizlik choralari Og'ir yadroning bo'linishi. Og'ir yadrolarning bo'linish imkoniyatini, 7.12-rasmda keltirilgan solishtirma bog'lanish energiyasining massa soniga bog'liqlik grafigi asosida tushuntirish mumkin. Bu grafikdan ko'rinib turibdiki, og'ir yadrolarning solishtirma bog'lanish energiyasi Mendeleyev jadvalining o'rta qismidagi elementlarning solishtirma bog'lanish energiyasidan 1 MeV ga kichik. Demak, og'ir yadrolar o'rta yadrolarga aylansa, unda har bir nuklon uchun 1 MeV dan energiya ajralib chiqar ekan. Agar 200 ta nuklonli yadro bo'linsa, unda ≈ 200 MeV atrofida energiya ajralib chiqadi va uning asosiy qismi (≈ 165 MeV) yadro parchalarining kinetik energiyasiga aylanadi. Uran yadrosining bo'linishi. 1938-1939-yillarda nemis fiziklari O. Gan va F.Strassmanlar neytron bilan bombardimon qilingan uran yadrosi ikkita (ba'zida uchta) bo'lakka bo'linishi va bunda katta miqdorda energiya ajralishini aniqladilar. Bu bo'linishda davriy sistemaning o'rta elementlari hisoblanmish bariy, lantan va boshqalar hosil bo'ladi. Tajriba natijalari quyidagicha tahlil qilindi. Neytronni yutgan uran yadrosi g'alayonlangan holatga o'tadi va ikkita bo'lakka parchalanib ketadi. Bunga sabab - protonlar orasidagi kulon itarishish kuchining yadro tortishish kuchlaridan katta bo'lib qolishidir. Yadro parchalari musbat zaryadlangan bo'lganligi uchun ham bir-birlarini kulon kuchi ta'sirida itaradi va katta tezlik bilan otilib ketadi. Bir paytning o'zida 2-3 ta ikkilamchi neytron ajralib chiqadi. Tajribalarning ko'rsatishicha, ikkilamchi neytronlarning asosiy qismi uchib chiqayotgan, g'alayonlangan parchalardan ajraladi. Bo'linish mahsulotlari turli-tuman bo'lib, qariyb 200 xil ko'rinishga ega bo'lishi mumkin. Massa soni 95 dan 139 gacha bo'lgan yadrolarning hosil bo'lish ehtimoli eng katta bo'ladi. Teng massali bo'linish ehtimoli ancha kichik va kamdan kam hollardagina ro'y berishi mumkin. Bo'linish reaksiyasining quyidagicha holi eng ko'p ro'y beradi: Uzluksiz zanjir reaksiyasi. Yuqorida qayd etilganidek, har bir uran yadrosi bo'linganda yadro bo'laklaridan tashqari 2-3 ta neytron ham uchib chiqadi. O'z navbatida, bu neytronlar ham boshqa uran yadrosiga tushishi va ularning ham parchalanishiga olib kelishi mumkin. Natijada 4-9 ta neytron hosil bo'ladi va shuncha yadroni parchalab, 8 tadan 27 tagacha neytronlar hosil bo'lishiga sabab bo'ladi. Shunday qilib, o'z-o'zining parchalanishini kuchaytiruvchi jarayon vujudga keladi (7.12-rasm). Bu jarayon uzluksiz zanjir reaksiyasi deyiladi. Zanjir reaksiyasi ekzotermik reaksiyadir, ya'ni reaksiya katta miqdordagi energiya ajralishi bilan ro'y beradi. Biz yuqorida bitta uran yadrosi bo'linganda 200 MeV energiya ajralishi haqida yozgan edik. Endi 1 kg uran parchalanganda qancha energiya ajralishini hisoblaylik (1 kg uranda 2,5· 1024 ta yadro mavjud): Bunday energiya 1800 t benzin yoki 2500 t toshko'mir yonganda ajralishi mumkin. Aynan shu qadar katta energiyaning ajralishi olimlarni zanjir reaksiyasidan amalda (ham tinchlik, ham harbiy maqsadlarda) foydalanish yo'llarini izlashga undadi. Zanjir reaksiyasini ...