Hva er uran Fisjon Chain Reaction forårsaket av?

Uran fisjon kan bli brukt for både konstruktive og destruktive formål. Kjedereaksjonen kan ukontrollert, slik som med et kjernevåpen eller nøye kontrollert i et kjernekraftverk. Uran fisjonskjedereaksjon er forårsaket av splitting av uran atomer med nøytroner, lanserer flere nøytroner som i sin tur delt flere atomer.

uran 235

Uran er et tett, metallisk radioaktivt element. Dette naturlig forekommende element er sjeldne, men mer vanlig enn gull, sølv eller kvikksølv. Uran er den primære kilde til varme i jorden. Det er flere isotoper, eller varianter, av uran. Hver av disse har en litt annen atomvekt. Pure uran inneholder omtrent 99 prosent U-238, 0,07 U-235 og spormengder av U-234. Uran 235 kalles spaltbart fordi dens kjerne kan lett deles i en prosess som kalles fisjon. Det består av 92 protoner og 143 protoner, noe som resulterer i en atomvekt på 235.

Radioaktivitet Versus Fisjon

Radioaktivitet representerer en spontan frigjøring av energi fra ustabile atomer, slik som U-235. Når dette skjer, atomene løses opp og brytes ned til lettere atomer. Denne naturlige forfallet er treg og frigjør små mengder energi. Forskere er ikke i stand til å styre denne prosessen, for eksempel påskynde, bremse ned, å starte eller stoppe forfallet. På den annen side, er fisjons en prosess hvorved ustabile atomer er delt ved å bombardere dem med nøytroner. Forskere kan kontrollere denne type reaksjon, som produserer omtrent 400 ganger så mye energi naturlig forråtnelse.

Fisjonsprosessen

Når et atom av U-235 blir bombardert av et nøytron, atomet absorberer det. Dette skaper nye isotopen U-236, som er svært sannsynlig å spytte. Når den deler, er de to resulterende atomer kalles fisjonsprodukter. Vanlige fisjonsprodukter er krypton og barium, men andre muligheter inkluderer strontium, xenon, cesium og jod. Noen av disse er radioaktivt og utgjør en del av atomavfall fra en fisjonsreaksjon. I tillegg til de to nye atomer, blir to eller tre nøytroner også frigjort. Disse nøytroner er da i stand til å dele flere uranatomer, fortsetter fisjonsprosessen og skaper en kjedereaksjon.

Kjedereaksjon

Venstre ukontrollert, kan dette fisjonskjedereaksjon delt førti quintrillion uran atomer i et tusendels sekund. Dette er hva som skjer i et kjernefysisk våpen. Som hvert atom deler, er en liten mengde masse tapt. Representerer imidlertid denne lille massen en stor mengde energi. Dette forklares med Einsteins formel, der energi er lik masse ganger lysets hastighet squared. I en atomreaktor, blir kjedereaksjon holdes i sjakk av kontrollstaver som absorberer noen av nøytroner. Dette reduserer antallet tilgjengelige for å splitte andre uran atomer, og begrenser derved kjedereaksjon. Den energien som frigjøres i en fisjon reaksjon skaper mye varme. I et kjernekraftverk, denne varmen blir brukt lage damp, som spinner en generator som produserer elektrisitet.