Proces nuklearne fisije: razlika između inačica

 

 

Količina [[nuklearna energija|nuklearne energije]] sadržane u nuklearnom [[goriva|gorivu]] je milijun puta veća od količine slobodne energije sadržane u sličnoj količini kemijskog [[goriva]] kao što je [[benzin]], što čini nuklearnu fisiju vrlo primamljivim izvorom [[energija|energije]]. Loša strana toga je što su proizvodi nuklearne fisije [[radioaktivnost|radioaktivni]] i ostaju takvi dugo vremena čime se povećava problem nukleanog otpada. Zabrinutost oko skupljanja nuklearnog otpada i oko eksplozivnog potencijala [[nuklearna bomba|nuklearnih oružja]] je možda veća od poželjnih kvaliteta fisije kao izvora [[energija|energije]], te se oko toga vode velike političke debate.

'''

'''

Nuklearna fisija se razlikuje od ostalih oblika [[radioaktivnost|radioaktivnih raspadanja]] po tome što se može[[slika:CNO Cycle.svg|thumb|300px|right|Radioaktivno raspadanje, nuklearna fisija, nuklearna fuzija]] pohraniti i kontrolirati pomoću lančanih reakcija: slobodni [[neutron|neutroni]] oslobođeni svakim fisijskim događanjem mogu pokrenuti još događaja, koji zauzvrat oslobađaju više [[neutron|neutrona]] i uzrokuju više fisija. [[izotop|Izotopi]] [[kemijski element|kemijskih elemenata]] koji mogu podržati fisijsku lančanu reakciju zovu se nuklearna [[goriva]], za njih kažemo da se mogu cijepati. Najuobičajenija nuklearna [[goriva]] su ²³⁵U ([[izotop]] [[uranij|urana]] [[atomska masa|atomske mase]] 235 koji se koristi u [[nuklearni reaktor|nuklearnim reaktorima]]) i ²³⁹PU (izotop [[plutonij|plutonija]] [[atomskamasa|atomske mase]] 239). Ova [[goriva]] se rastavljaju u dvonačinski raspon [[kemijski element|kemijskih elemenata]] s [[atomska masa|atomskim masama]] približnim 95 i 135u (fisijski produkt). Većina nuklearnih [[goriva]] prolaze kroz spontanu fisiju, ali jako sporo, raspadajući se pomoću α/β raspadnih lanaca kroz period od milijun godina. U [[nuklearni reaktor|nuklearnom reaktoru]] ili [[nuklearna bomba|nuklearnom oružju]] većina fisijskih događaja uzrokovana su bombardiranjem sa drugom česticom, kao što je [[neutron]].

Tipični fisijski događaji otpuštaju otprilike dvjesto tisuća milijuna [[elektron volt|elektron volta]] [[energija|energije]] po fisijskom događaju. Za usporedbu uzmimo većinu kemijskih [[oksidacija|oksidacijskih]] reakcija (kao izgarajući [[ugljen]] ili [[TNT]]) koji otpuštaju najviše par [[elektron volt|elektron volta]] po događaju. Nuklearna [[goriva]] sadrže i do deset miljuna puta više iskoristive [[energija|energije]] od kemijskih [[goriva]]. [[Energija]] nuklearne fisije se otpušta kao [[kinetička energija]] fisijskog produkta i dijelova, i kao elektromagnetska radijacija u obliku [[gama zračenje|gama zraka]]. U [[nuklearni reaktor|nuklearnom reaktoru]] [[energija|energije]] se pretvara u toplinsku dok se čestice gama zrake sudaraju sa [[atom|atomima]] koje čine reaktor i njegov radni fluid, najčešće [[voda|vodu]] ili ponekad tešku vodu.

 

 

Ukupni ostatak [[masa|mase]] fisijiskih produkata (Mp) iz jedne reakcije je manja od [[masa|mase]] originalnih nukleusa [[goriva]] (M). Višak [[masa|mase]] Δm = M – Mp je nepromjenjiva [[masa]] [[energija|energije]] koja se oslobađa u obliku [[foton|fotona]] ([[gama zračenje|gama zraka]]) i [[kinetička energija|kinetičke energije]] čestica, to na govori formula [[masa]] = [[energija]] E=mc².

U nuklarnim fisijskim događajima nukleusi se mogu razdvojiti u bilo koju kombinaciju lakših nukleusa, ali najuobičajeniji događaj nije fisija jednake [[masa|mase]] nukleusa od oko 120; najčešći događaj (ovisno o [[izotop|izotopima]] i procesima) je pomalo neuravnotežena fisija u kojem jedan podijeljeni nukleus ima [[masa|masu]] od oko 90 do 100 u, a drugi ima ostatak od oko 130 do 140 u. Nejednake fisije su energetski više poželjne zato što nam to dopušta da jedan produkt bude bliži energetskom minimumu, približno masi 60 u (samo četvrtina prosječne fisijske mase), dok drugi nukleus mase 135 u još uvijek nije daleko od raspona najčvršće vezanog nukleusa.

Varijacija u specifičnoj vezanoj [[energija|energiji]] sa [[atomski broj|atomskim brojem]] postoji zbog unutarnje povezanosti dvije osnovne [[sila|sile]] koje djeluju na komponente nukleusa ([[proton|protoni]] i [[neutron|neutroni]]). Nukleusi su vezani sa snažnom privlačnom [[nuklearna sila|nuklearnom silom]] između nukleusa, koja je jača od elektrostatičog odbijanja između [[proton|protona]]. Međutim, snažna [[nuklearna sila]] djeluje samo na ekstremno kratkim rasponima (prati Yukawa potencijal). Zbog toga su veliki nukleusi slabije vezani po jedinici [[masa|mase]] nego manji nukleusi, i dijeljenje dva velika nukleusa u dva srednje veličine oslobađa [[energija|energiju]].

Najčešća nuklearna goriva, ²³⁵U i ²³⁹Pu, nisu veliki radijacijske opasnosti sama po sebi.²³⁵U ima polu-život prosječno 700 milijuna godina, i dok ²³⁹Pu ima polu-život od samo 24 000 godina,on je odašiljač čistih alfa čestica i nije opasan osim ako se ne pojede.

Jednom kad je gorivi element iskorišten, ostatak gorivog materijala je intimno pomiješan sa visoko radioaktivnim fisijskim produktima koji emitiraju energetske beta čestice i [[gama zračenje|gama zrake]].

 

'''

'''

http://www.bustertests.co.uk/answer/nuclear-fission-and-nuclear-fusion

http://hr.wikipedia.org/wiki/Nuklearna_fisija

http://www.nuclearfiles.org/menu/key-issues/nuclear-weapons/basics/what-is-fission.htm

[[ar:انشطار نووي]]

[[bs:Nuklearna fisija]]