Yadro bo'linishi

Yadroning bo'linishi - bu atom yadrosining ikki yoki undan ko'p kichikroq yadrolarga bo'linishi reaktsiyasi. Bo'linish jarayoni ko'pincha gamma fotonlarni ishlab chiqaradi va hatto radioaktiv parchalanishning energetik standartlari bo'yicha ham juda katta miqdorda energiya chiqaradi. Yadro boʻlinishi 1938-yil 19-dekabrda Berlinda nemis kimyogarlari Otto Xan va Frits Strasman tomonidan kashf etilgan. Fiziklar Liza Meytner va uning jiyani Otto Robert Frish buni nazariy jihatdan 1939 yil yanvarda tushuntirdilar. Frish bu jarayonni tirik hujayralarning biologik bo'linishiga o'xshatib "bo'linish" deb nomladi. 1939 yil fevral oyida o'zlarining yadroviy bo'linish bo'yicha ikkinchi nashrlarida Xan va Strassmann bo'linish jarayonida qo'shimcha neytronlarning mavjudligi va ajralib chiqishini bashorat qilishdi, bu yadroviy zanjir reaktsiyasi ehtimolini ochib beradi.

Og'ir nuklidlar uchun bu ekzotermik reaktsiya bo'lib, u elektromagnit nurlanish sifatida ham, parchalarning kinetik energiyasi sifatida ham katta miqdordagi energiyani chiqarishi mumkin (bo'linish sodir bo'ladigan asosiy materialni isitish). Yadro sintezi singari, parchalanish energiya ishlab chiqarish uchun hosil bo'lgan elementlarning umumiy bog'lanish energiyasi boshlang'ich elementnikidan kattaroq bo'lishi kerak. Bo'linish yadroviy transmutatsiyaning bir ko'rinishidir, chunki hosil bo'lgan parchalar (yoki onaviy atomlar) asl asosiy atom bilan bir xil element emas. Ishlab chiqarilgan ikkita (yoki undan ko'p) yadrolar ko'pincha taqqoslanadigan, ammo bir oz farq qiladigan o'lchamlarga ega bo'lib, odatda umumiy bo'linuvchi izotoplar uchun mahsulotlarning massa nisbati 3 dan 2 gacha. Ko'pgina bo'linishlar ikkilik bo'linishdir (ikkita zaryadlangan bo'lak hosil qiladi), lekin vaqti-vaqti bilan (1000 ta hodisaga 2 dan 4 martagacha), uchlamchi bo'linishda uchta musbat zaryadlangan bo'lak hosil bo'ladi. Uchlamchi jarayonlardagi bu bo'laklarning eng kichigi protondan argon yadrosigacha bo'lgan o'lchamlarga ega.

Neytron tomonidan qo'zg'atilgan, odamlar tomonidan qo'llaniladigan va ekspluatatsiya qilinadigan bo'linishdan tashqari, o'z-o'zidan radioaktiv parchalanishning tabiiy shakli (neytronni talab qilmaydigan) bo'linish deb ham ataladi va ayniqsa juda katta massali izotoplarda sodir bo'ladi. O'z-o'zidan bo'linish 1940 yilda Moskvada Flyorov, Petrjak va Kurchatov tomonidan kashf etilgan bo'lib, uranning bo'linish tezligi Niels Bor tomonidan bashorat qilinganidek, neytronlar tomonidan bombardimon qilinmagan holda, ahamiyatsiz ekanligini tasdiqlashga qaratilgan; bu beparvo emas edi. Mahsulotlarning oldindan aytib bo'lmaydigan tarkibi (keng ehtimollik va biroz xaotik tarzda o'zgarib turadi) bo'linishni proton emissiyasi, alfa parchalanishi va klaster parchalanishi kabi sof kvant tunnel jarayonlaridan ajratib turadi, bu esa har safar bir xil mahsulotlarni beradi. Yadro bo'linishi yadro energiyasi uchun energiya ishlab chiqaradi va yadroviy qurolning portlashiga olib keladi. Ikkala foydalanish ham mumkin, chunki yadro yoqilg'isi deb ataladigan ba'zi moddalar bo'linish neytronlari bilan urilganda parchalanadi va ular parchalanganda neytronlarni chiqaradi. Bu yadroviy reaktorda boshqariladigan tezlikda yoki yadroviy qurolda juda tez, boshqarilmaydigan tezlikda energiyani chiqaradigan o'z-o'zidan barqaror yadro zanjiri reaktsiyasini mumkin qiladi.

Yadro yoqilg'isi tarkibidagi erkin energiya miqdori benzin kabi kimyoviy yoqilg'ining shunga o'xshash massasidagi erkin energiya miqdoridan millionlab marta ko'p bo'lib, yadro parchalanishini juda zich energiya manbai qiladi. Biroq, yadroviy parchalanish mahsulotlari odatda yoqilg'i sifatida bo'linadigan og'ir elementlarga qaraganda o'rtacha ko'proq radioaktivdir va sezilarli vaqt davomida shunday bo'lib qoladi va bu yadro chiqindilari muammosini keltirib chiqaradi. Biroq, ettita uzoq umr ko'radigan bo'linish mahsuloti bo'linish mahsulotlarining faqat kichik qismini tashkil qiladi. Neytronlarning parchalanishiga olib kelmaydigan yutilish natijasida plutoniy hosil bo'ladi (238U dan) va kichik aktinidlar (ikkalasidan 235U va 238U) radiotoksikligi uzoq muddatli bo'linish mahsulotlarinikidan ancha yuqori bo'lgan. Yadro chiqindilarining to'planishi va yadroviy qurolning halokatli salohiyati bilan bog'liq xavotirlar bo'linishni energiya manbai sifatida ishlatishga bo'lgan tinchlik istagiga qarshi muvozanatdir. Toriy yonilg'i aylanishida plutoniy deyarli yo'q va kichik aktinidlar hosil bo'lmaydi, lekin 232U yoki to'g'rirog'i uning parchalanish mahsulotlari - asosiy gamma nurlari emitentidir. Barcha aktinidlar unumdor yoki parchalanuvchidir va tez ishlab chiqaruvchi reaktorlar faqat ma'lum konfiguratsiyalarda bo'lsa ham, ularning barchasini bo'linishi mumkin. Yadroviy qayta ishlash uran (va toriy) ta'minotining uzoqroq davom etishini ta'minlash va "chiqindilar" miqdorini kamaytirish uchun ishlatilgan yadro yoqilg'isidan foydalanishga yaroqli materialni qayta ishlashga qaratilgan. Barcha yoki deyarli barcha aktinidlarni parchalaydigan jarayon uchun sanoat atamasi "yopiq yoqilg'i aylanishi" dir.

Adabiyotlar

1. M. G. Arora & M. Singh (1994). Nuclear Chemistry. Anmol Publications. p.202
2. Gopal B. Saha (1 November 2010). Fundamentals of Nuclear Pharmacy. Springer. pp. 11
3. S. Vermote, et al. (2008) "Comparative study of the ternary particle emission in 243-Cm (nth,f) and 244-Cm(SF)" in Dynamical aspects of nuclear fission: proceedings of the 6th International Conference. J.Kliman, M. G. Itkis, S. Gmuca (eds.). World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. Singapore
4. J. Byrne (2011) Neutrons, Nuclei, and Matter, Dover Publications, Mineola, NY, p. 259.