Rozszczepienie jądrowe odkryte w 1938 roku polega na rozszczepieniu atomu atomjądro, uwalniając energię. Jest niezbędny do wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach jądrowych i występuje naturalnie w wyniku rozpadu radioaktywnego.
Rozszczepienie jądrowe to proces, w którym jądro atomu dzieli się na dwa lub więcej mniejszych jąder wraz z innymi cząstkami. Cząstki te mogą obejmować neutrony, cząstki alfa (jądra helu), cząstki beta (elektrony) i promienie gamma (które są cząstkami światła, czyli fotonami). Rozszczepienie zostało odkryte w 1938 roku przez Otto Hahna, Lise Meitner i Fritza Strassmanna poprzez bombardowanie pierwiastków neutronami.
Reakcje rozszczepienia i produkcja energii
Rozszczepienie może zostać wywołane, gdy jądro materiału zostanie zbombardowane przez cząstki takie jak neutrony i protony. Ten rodzaj rozszczepienia, znany jako reakcja jądrowa, uwalnia znaczne ilości ciepła i promieniowania. Nowoczesne elektrownie jądrowe wykorzystują to ciepło do zagotowania wody, napędzając turbiny parowe wytwarzające energię elektryczną.
Naukowcy używają terminu przekrój rozszczepienia, aby opisać prawdopodobieństwo wystąpienia rozszczepienia. Przekrój poprzeczny rozszczepienia zależy od energii przychodzącej cząstki i materiału, z którego wykonane są jądra.
Spontaniczne rozszczepienie i naturalny rozkład
Rozszczepienie może być również spontaniczne i zachodzić naturalnie. Jest to proces, w którym pierwiastki radioaktywne rozpadają się na lżejsze pierwiastki. Niektóre materiały są z natury niestabilne i wykorzystują rozpad radioaktywny, aby osiągnąć bardziej stabilny stan. W ten sposób działają niektóre czujniki dymu w Twoim domu — wykorzystują prąd elektryczny wytwarzany przez cząstki powstałe w wyniku rozpadu radioaktywnego. Jeżeli cząstki dymu zakłócają przepływ prądu, włącza się alarm.
Fakty dotyczące rozszczepienia
- The Narodowe Centrum Danych Jądrowych w Brookhaven National Laboratory prowadzi bazy danych dla właściwości jądrowe dla całego układu okresowego.
- Reaktory jądrowe mogą wykorzystywać rozszczepienie uranu jako paliwo. Pellet paliwa uranowego wielkości jajka ma tyle energii, co 88 ton węgla.
- Dowiedz się więcej o tym, jak rozszczepienie powoduje działanie czujników dymu.
Biuro Naukowe DOE: Wkład w badania nad rozszczepieniem jądrowym
Biuro Nauki Departamentu Energii (DOE), Biuro Fizyki Jądrowej wspiera badania mające na celu zrozumienie wszystkich form materii jądrowej. Procesy rozszczepienia są wykorzystywane przez badaczy zajmujących się naukami podstawowymi, medycyną, nieproliferacją/obroną i energią w celu pogłębiania naszej wiedzy i technologii. W eksperymentach tych wykorzystuje się sprzęt znajdujący się w obiektach użytkownika DOE Office of Science, takich jak Zakład rzadkich wiązek izotopowych na Uniwersytecie Stanowym Michigan i Akcelerator Argonne Tandem Linac
w Narodowym Laboratorium Argonne. Eksperymenty gromadzą nowe dane na temat procesów rozszczepienia i badają właściwości nowych materiałów. Teoretycy wykorzystują nowe i zaktualizowane dane do ulepszania przewidywań na potrzeby modelowania i symulacji.
