Jak rozdělit atom

Atomy mohou získat nebo ztratit energii, když elektrony přejdou na vyšší nebo nízké orbity kolem jádra. Rozdělení atomového jádra vede k uvolnění mnohem většího množství energie ve srovnání s procesem přechodu elektronem na nižší oběžnou dráhu. Takové dělení se nazývá Jaderná divize a rozdělení jader skupiny atomů se nazývá řetězová reakce. Tento proces nelze provádět doma. To vyžaduje laboratoř nebo jaderný reaktor s příslušným vybavením.

Kroky

Metoda 1 z 3:

Bombardování radioaktivních izotopů

jeden. Vyberte si vhodný izotop. Některé prvky nebo izotopy podléhají radioaktivnímu rozpadu a různé izotopy se mohou chovat různými způsoby. Nejběžnější izotop uranu má atomovou hmotnost 238 a sestává se z 92 protonů a 146 neutronů, ale jeho jádra obvykle absorbují neutrony bez rozdělení na jádro lehčích prvků. Uran Isotope, z nichž jádro obsahuje tři neutrony méně, u je dělení mnohem jednodušší než u, to se nazývá dělící izotop.

S rozdělením (divize) uranu se uvolňují tři neutrony, které čelí jiným atomům uranu, což vede k řetězové reakci.
Některé izotopy jsou rozděleny tak snadno a rychle, že není možné udržovat konstantní jadernou reakci. Tento jev se nazývá spontánní nebo spontánní, rozpad. Například pu plutonium izotop je náchylný k takovému rozpadu, na rozdíl od PU při nižší míře divize.

2. Že reakce pokračovala po kolapsu prvního atomu, je nutné sbírat dostatek izotopu. K tomu je nutné mít určité minimální množství vadného izotopu, který bude reakce podporovat. Tato částka se nazývá kritická hmotnost. Pro dosažení kritického množství a zvýšení pravděpodobnosti rozpadu je požadováno dostatečné množství zdroje.

3. Zastřelil jeden atomový jádro izotopu do jiného jádra stejného izotopu. Vzhledem k tomu, že ve volné formě jsou subatomické částice poměrně vzácné, je často nutné je oddělit od atomů obsahujících tyto částice. Jedním ze způsobů, jak to udělat, je zastřelit jeden isotop jeden atom z jiného atomu.

Tato metoda byla použita k vytvoření atomové bomby od U, která byla vyřazena na hirošimě. Zbraně s uranem jádro, podobně jako zbraň, výstřel atomy u v cíli ze stejných atomů u. Atomy letěly dostatečně rychle, aby pronikly neutronům pronikl do jádra jiných atomů u a rozdělil je. Při rozdělení, na otočení, neutrony byly propuštěny, které rozdělily následující u atomů.

4. Siliate jádro feltingu izotopu subatomickými částicemi. Jediná subatomatická částice může spadnout do atomu u a rozdělit ji do dvou samostatných atomů jiných prvků a tři neutrony vyniknou. Subatomické částice mohou být získány z řízeného zdroje (například neutronové pistole) nebo vytvořit v důsledku kolize jádra. Obvykle se používají tři typy subatomických částic.

Protons. Tyto subatomické částice mají hmotnost a pozitivní elektrický náboj. Počet protonů v atomu určuje atom, který prvek je.

Neutron. Hmotnost těchto subatomických částic se rovná hmotnosti protonu, ale jsou neutrální (bez elektrického náboje).

Částice alfa. Tyto částice jsou jádra bez elektronových atomů helia. Skládají se ze dvou protonů a dvou neutronů.

Metoda 2 z 3:

Komprese radioaktivních materiálů

jeden. Získejte kritickou hmotnost radioaktivního izotopu. Budete potřebovat dostatek zdrojového materiálu, abyste zajistili podpůrnou štěpnou reakci. Všimněte si, že v určité hmotě jakéhokoliv prvku (například plutonia) bude několik izotopů. Měli byste spočítat množství potřebného izotopu ve vzorku.

2. Obohatit vzorek materiálu. Někdy je nutné zvýšit relativní množství definovaného izotopu ve vzorku, aby byla zajištěna podpůrná štěpná reakce. Toto se nazývá obohacení. Existuje několik způsobů Obohacení radioaktivních materiálů, počítaje v to:

Difúze plynů;

centrifugace;

elektromagnetické oddělení;

Tepelná difúze tekutiny.

3. Nemocný vzorek materiálu, takže rozdělené atomy přiblíží. Někdy atomy rozbijí sami příliš rychle a nemají čas interakci. V tomto případě se sblížení atomů zvyšuje pravděpodobnost, že uvolněné subatomické částice budou létat do sousedních atomů a rozdělit je. Squeeze vzorek s dělením atomy PU s výbuchem.

Tato metoda byla použita při vytváření atomové bomby z PU, který byl resetován na Nagasaki. Plutonium bylo komprimováno s pomocí obyčejného výbuchu, který se nachází kolem něj, v důsledku toho, který atomy PU se dostali dostatečně blízko, aby se emitovaly neutrony dosáhnout sousedních atomů a rozdělil je.

Metoda 3 z 3:

Rozdělení atomů s laserem

jeden. Uzavřete radioaktivní materiál do kovové skořepiny. Umístěte radioaktivní materiál do zlata. Zajistěte pouzdro v držáku mědi. Všimněte si, že po zahájení rozpadu se radioaktivní stane oba mizejícím materiálem a kovem.

2. Naneste elektrony s laserovým zářením. S příchodem Petavitty (10 wattů) laserů bylo možné rozdělit atomy s laserovým zářením v důsledku excitace elektronů v kovové skořepině, ve kterém byl radioaktivní materiál uzavřen. Také excitují elektrony v kovu s laserem 50-Tervatt (5 x 10 watt).

3. Vypnout laser. Když se elektrony začnou vrátit do svých obvyklých věcí, přidělí vysokoenergetický gama záření, která proniká do jádra zlata a mědi. V důsledku toho budou neutrony uvolněny z jader. Tyto neutrony budou čelit pod zlatými atomy uranu a rozdělit je.

Varování

Radioaktivní záření je smrtící nebezpečné. Pro ochranu od ní existují zvláštní pravidla a zařízení. Uchovávejte v bezpečné vzdálenosti od radioaktivních materiálů.
Provádět podobné experimenty samostatně zakázané zákonem.
Tyto experimenty mohou vést k silnému výbuchu.
Stejně jako u jiných zařízení by měla být dodržena bezpečnostní pravidla a neudělá nic riskantního.
Tyto experimenty by měly být zapojeny do vhodné instituce, například na jaderném reaktoru nebo ve fyzické laboratoři.