Nuklearne reakcije Pripremio Varga Itvan HEMIJSKOPREHRAMBENA SREDNJA KOLA

Nuklearne reakcije Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga. i@neobee. net

-raspad: - raspad: Kad je u jezgru višak neutrona u odnosu na protone, neutron se transformiše u proton, uz emisiju elektrona i čestice antineutrina.

Kada je u jezgru višak protona u odnou na neutrone, proton se transformiše u neutron uz emisiju pozitrona i neutrina.

Veštačka radioaktivnost v. Prilikom veštačke radioaktivnosti najčešće dolazi do emisije elektrona ili pozitrona da bi u novom jezgru nastao povoljan odnos protona i neutrona. ØVeštačka radioaktivnost otkrivena je 1934. godine. Brzo posle toga broj radioaktivnih atomskih vrsta sa postojećih 50 povećao se na današnjih oko 1000.

Fisija § Fisija je nuklearni proces u kome se teško jezgro razdvaja (cepa) na dva manja jezgra. § Cepanje se vrši bombardovanjem uranovog jezgra neutronima. § Za bombardovanje se koriste spori neutroni. § Primer fisije je iskorišćen u izradi atomske bombe.

U reakciji dolazi do oslobađanja 2 -3 neutrona i velike količine energije. Nastali neutroni mogu izazvati i izazivaju cepanje novih jezgara i oslobađanje novih neutrona, usled čega dolazi do nekontrolisane LANČANE REAKCIJE.

ØFisijom može nastati bilo koja kombinacija lakših jezgara, sve dok zbir protona i neutrona u novonastalim jezgrima ne prelazi broj u početnom jezgru. ØVelika količina energije se može osloboditi u procesu fisije zato što zbir masa lakših jezgara (produkata) manji od mase jezgra koje se cepa u procesu fisije. ØZa odvijanje lančane reakcije potrebno je obezbediti dovoljno veliku masu urana, kako bi se neutroni mogli sudarati s dovoljnim brojem jezgara.

ØTa masa, ispod koje se lančana reakcija ne može odvijati, naziva se kritična masa. ØAko postignemo masu urana veću od kritične, dolaziće do lančane reakcije, koja traje 10 -6 (milioniti deo) sekunde. ØIz jednog kilograma urana oslobađa se energija od nekoliko milijardi džula.

Fuzija q. Fuzija je nuklearni proces u kojem se dva laka jezgra spajaju da bi se stvorilo jedno, teže jezgro. q. Pri tom spajanju nastaje jezgro čija je masa manja od zbira masa početnih jezgara. q. Da bi došlo do takvog spajanja, potrebna je velika kinetička energija čestica, jer treba savladati odbojne sile između jezgara.

Ø(Na primer, za spajanje dva protona potrebno je uložiti 0, 1 Me. V energije, a to znači da je potrebno obezbediti vrlo visoku temperaturu 10 -20 miliona C). ØReakcije fuzije se odvijaju već milijardama godina u svemiru. Ove reakcije su izvori energije većine zvezda, pa tako i našeg Sunca. ØNaučnici su uspjeli da proizvedu reakciju fuzije na Zemlji tek u poslednjih šezdesetak godina.

v. Fuzija koja se odvija na zvezdama je sledeća: Ove reakcije se odvijaju i na Suncu. Reakcije se odvijaju sve dok se ne stvori Fe, jezgro sa najvećom količinom vezane energije.

q. Kada jezgro dostigne masu 60, više se ne odvija fuzija na zvezdi, jer su uslovi energetski nepovoljni za proizvodnju jezgra veće mase. q. Onda kada se većina jezgra neke zvezde pretvori u gvožđe, ona se približava kraju svog života.

§ Eksplozija hidrogenske bombe je prva nuklearna fuzija koja je proizvedena na zemlji. § Smatra se da je najlakše izazvati fuziju atoma deuterijuma i tricijuma:

üOve reakcije teku nekontrolisano i veoma brzo. Ukoliko bi se reakcije fuzije mogle usporiti, imali bi mogućnost proizvodnje tzv. čiste, jeftine energije, jer deuterijuma u vodi ima 0, 015 atomskih procenata. üDanas se istražuje proces fuzije sa nadom da ćemo uskoro biti u prilici da kontrolišemo proces.

Defekt mase § U procesu fisije i fuzije, deo nuklearne energija koja je bila akumulirana u jezgrima, prelazi u druge vidove energije. § Primećeno je da se u toku ovih procesa smanjuje masa, tj. da je masa produkata manja od mase reaktanata. § Razlika mase, naziva se defekt mase i ona se u toku reakcije pretvara u energiju.