ARAŞDIRMA | 1 |
Məsələ 1. | Uran nüvəsi neytronlarla bombardman edildikdə o, iki nüvəyə bölünür - β- -radioaktiv stronsium-95 və β- radioaktiv ksenon-139 nüvələrinə. Bu nüvələrin alınma reaksiyasını və onların radioaktiv β- -çevrilmə reaksiyalarını yazın. |
Uran nüvəsinin bölünməsi. Ağır nüvələrin bölünməsi ilə nəticələnən nüvə reaksiyaları
digər
reaksiyalardan nəhəng miqdarda enerji ayrılması ilə müşayiət olunur. Bu, xüsusi rabitə enerjisinin kütlə
ədədindən asılılıq qrafikindən də aydın görünür (bax: mövzu 4.7).
Məsələn,
uran nüvəsinin xüsusi rabitə enerjisi ≈ 7,6 MeV
nuklon təşkil edir. Kimyəvi elementlərin dövri sisteminin
ortalarında yerləşən nüvələrin isə xüsusi rabitə enerjisi maksimal qiymətə - təqribən 8,8 MeV
nuklon -a qədərdir.Bu o deməkdir ki, əgər ağır uran
nüvəsi 2-3 sayda nisbətən yüngül nüvəyə bölünərsə, onun hər nuklonuna düşən
rabitə enerjisi ≈ 1 MeV qədər artmalıdır. Uran nüvəsində nuklonların sayı 235 olduğundan onun
nisbətən
yüngül nüvələrə bölünmə reaksiyasında enerjisi ≈ 200MeV qədər artmalıdır. Enerjinin saxlanması
qanununa
görə, ağır nüvənin hər bölünmə reaksiyasında da həmin miqdarda enerji ayrılması baş verir.
Bu nəzəri hesablamalar ilk praktik təsdiqini 1939-cu ildə alman alimləri Otto Han (1879-1968) və Frits Ştrassman (1902-1980), Avstriya alimləri Liza Meytner (1878-1968) və Otto Friş (1904—1979) tərəfindən aparılan nüvənin bölünmə reaksiyalarında tapdı. Çoxsaylı eksperimentlər nəticəsində müəyyən olundu ki, uran nüvəsi neytronlarla bombardman edildikdə o, kütlə ədədləri bir-birinə yaxın olan iki radioaktiv nüvəyə (bunlar bəzən “qəlpələr” adlanır) bölünür. Hər belə bölünmədə 2-3 yeni neytron və 200 MeV enerji ayrılır.
Qəlpələr, adətən, β- radioaktiv nüvələr olur. Ona görə də həmin nüvələr dayanıqlı izotoplara çevrilənə qədər bir neçə ardıcıl β- çevrilməsinə məruz qalır (b).
Nüvə reaksiyasında ayrılan enerjinin əsas hissəsi ( ≈16SMeV) bölünmədən yaranan qəlpələrin kinetik enerjisinin, qalan hissəsi isə müxtəlif şüalanmaların payına düşür (c).
Zəncirvarı nüvə reaksiyası. Uran nüvəsinin bölünməsindən alman enerjinin praktik istifadəsini mümkün edən fakt hər bölünmə prosesinin 2-3 yeni “nəsil” neytronun buraxılması ilə müşayiət olunmasıdır.