emkiset.ru

Hoe een atoom te splitsen

Atomen kunnen energie krijgen of verliezen wanneer een elektron vanuit een hogere of lagere baan rond de kern beweegt. Het verdelen van de kern van een atoom geeft echter aanzienlijk meer energie vrij dan dat van een elektron dat vanuit een hogere naar een lagere baan terugkeert. Een atoom splitsen wordt kernsplijting genoemd en de herhaalde verdeling van atomen wordt een kettingreactie genoemd. Dit is geen proces dat thuis kan worden gedaan. U kunt alleen kernsplitsing uitvoeren in een laboratorium of nucleaire installatie die naar behoren is uitgerust.

stappen

Methode 1
Bom radioactieve isotopen

Titel afbeelding Split a Atom Step 1
1
Kies de juiste isotoop. Sommige elementen of isotopen van elementen lijden aan radioactief verval. Niet alle isotopen worden echter op dezelfde manier gemaakt om deze gemakkelijk te verdelen. De meest voorkomende uraniumisotoop heeft een atoomgewicht van 238, bestaande uit 92 protonen en 146 neutronen, maar deze kernen absorberen meestal neutronen zonder zich te splitsen in kleinere kernen van andere elementen. Een isotoop van uranium met drie minder neutronen, U, kan veel gemakkelijker worden gescheiden dan U kunt - deze isotoop heet splijtbaar.
  • Wanneer uranium wordt verdeeld (splijtingservaringen), geeft het drie neutronen vrij die botsen met andere uraniumatomen en zo een kettingreactie veroorzaken.
  • Sommige isotopen kunnen heel gemakkelijk worden verdeeld, zo snel dat een continue splijtingsreactie niet kan worden gehandhaafd. Dit wordt spontane splijting genoemd, de isotoop van plutonium Pu is een isotoop, in tegenstelling tot de isotoop Pu met zijn langzamere splijtingsindex.
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 2
    2
    Zorg voor voldoende isotoop om ervoor te zorgen dat de splitsing doorgaat nadat het eerste atoom is verdeeld. Dit vereist een bepaalde minimale hoeveelheid van de splijtbare isotoop om de splijtingsreactie te verduurzamen, wat de kritische massa wordt genoemd. Om een ​​kritische massa te bereiken, is een voldoende hoeveelheid van het originele materiaal voor de isotoop nodig om de kans op splijting te vergroten.
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 3
    3
    Schiet een atoomkern van dezelfde isotoop tegen een andere. Omdat subatomaire deeltjes moeilijk te verkrijgen zijn, is het vaak noodzakelijk om ze uit de atomen waarvan ze deel uitmaken te verdrijven. Een methode om dit te doen is om atomen van een bepaalde isotoop te schieten tegen andere atomen van diezelfde isotoop.
  • Dit atoom werd gebruikt om de atoombom te maken die in Hiroshima werd gelanceerd. Een wapen als een pistool met een kern van uranium atomen U vuurde een ander stuk van de U dragermateriaal snel genoeg, zodat de neutronen natuurlijke wijze vrij botsing met de kernen van andere U atomen en breken. De neutronen die vrijkomen wanneer de atomen delen, zullen op hun beurt andere atomen raken en delen.
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 4
    4


    Bommen splijtbare isotoopkernen met subatomaire deeltjes. Een enkel subatomair deeltje kan een U-atoom raken, door het in twee afzonderlijke atomen van andere elementen te verdelen en drie neutronen vrij te geven. Deze deeltjes kunnen afkomstig zijn van een gematigde bron (bijvoorbeeld een neutronenkanon) of ze kunnen worden gegenereerd wanneer de kernen botsen. Drie soorten subatomaire deeltjes worden vaak gebruikt.
  • Protonen: deze subatomaire deeltjes hebben massa en een positieve lading. Het aantal protonen in een atoom bepaalt welk element het atoom is.
  • Neutronen: deze subatomaire deeltjes hebben massa als protonen, maar laden niet.
  • Alfadeeltjes: deze deeltjes zijn de kernen van de heliumatomen, verstoken van de elektronen in een baan.
  • Methode 2
    Comprimeer radioactieve materialen

    Titel afbeelding Split a Atom Step 5
    1
    Verkrijgen van een kritische massa van een radioactieve isotoop. Je hebt voldoende grondstoffen nodig om ervoor te zorgen dat de splitsing doorgaat. Houd er rekening mee dat u in een bepaald monster van een bepaald element (bijvoorbeeld plutonium) meer dan één isotoop hebt. Zorg ervoor dat u berekent hoeveel van de gewenste splijtbare isotoop zich in het monster bevindt.
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 6



    2
    Verrijkt de isotoop. Soms is het nodig om de relatieve hoeveelheid van de splijtbare isotoop in een monster te verhogen om ervoor te zorgen dat er een duurzame splijtingsreactie plaatsvindt. Dit wordt verrijking genoemd. Er zijn verschillende manieren om verrijk radioactieve materialen. Sommige hiervan zijn de volgende:
  • gas diffusie
  • centrifugaal
  • elektromagnetische scheiding
  • vloeibare thermische diffusie
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 7
    3
    Knijp het atomaire monster uit om de splijtbare atomen dichterbij te brengen. Soms breken de atomen te snel alleen af ​​om op elkaar te schieten. In dit geval verhoogt het dichterbij brengen van de atomen de mogelijkheid dat de subatomaire deeltjes die vrijkomen andere atomen raken en verdelen. Dit kan worden gedaan door explosieven te gebruiken om te zorgen dat splijtbare atomen dichterbij komen.
  • Deze methode werd gebruikt om de Atomic Bomb Pu te maken die werd gelanceerd in Nagasaki. Conventionele explosieven bliezen een massa plutonium - als ze detoneren, verzamelen ze de plutoniummassa, waardoor de atomen dicht genoeg bij elkaar komen voor de neutronen die ze vrijkomen om te raken en continu andere plutoniumatomen verdelen.
  • Methode 3
    Atomen verdelen met een laser

    Titel afbeelding Split a Atom Step 8
    1
    Smeer de radioactieve materialen in metaal. Plaats het radioactieve materiaal in een gouden omhulsel. Gebruik een koperen beugel om de kap op zijn plaats te bevestigen. Houd er rekening mee dat zowel splijtbaar materiaal en metalen radioactief worden zodra de splijting is voltooid.
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 9
    2
    Wek de elektronen op met een laserlicht. Met de ontwikkeling van de petawatt (10 watt) lasers, is het nu mogelijk om de atomen te splitsen door laserlicht te gebruiken om de elektronen te prikkelen in metalen die een radioactieve stof bedekken. Op dezelfde manier zou je een 50 terawatt (5 x 10 watt) laser kunnen gebruiken om de elektronen in het metaal te exciteren.
  • Titel afbeelding Split a Atom Step 10
    3
    Stop de laser Wanneer de elektronen terugkeren naar hun normale banen, geven ze een hoogenergetische gammastraling af die de koper- en goudkernen doordringt. Dit zal de neutronen uit die kernen vrijmaken. Vervolgens botsen deze neutronen tegen het uranium onder het goud en verdelen de uraniumatomen.
  • tips

    • Doe het alleen in een geschikte faciliteit zoals een kerncentrale of een natuurkundig laboratorium.

    waarschuwingen

    • Dit proces kan een enorme explosie veroorzaken.
    • De straling zal je doden. Gebruik de juiste veiligheidsuitrusting. Blijf op veilige afstand van radioactieve materialen.
    • Het alleen doen is illegaal.
    • Zoals met alle apparatuur, volg de vereiste veiligheidsprocedures en doe niets dat riskant lijkt.
    Delen op sociale netwerken:

    Verwant
    Hoe de atomaire massa te berekenenHoe de atomaire massa te berekenen
    Hoe gram om te zetten in mollenHoe gram om te zetten in mollen
    Hoe de afschermingsconstante en de effectieve nucleaire belasting te bepalenHoe de afschermingsconstante en de effectieve nucleaire belasting te bepalen
    Hoe Lewis-puntstructuren te tekenenHoe Lewis-puntstructuren te tekenen
    Hoe het atoomnummer te vindenHoe het atoomnummer te vinden
    Hoe het aantal neutronen in een atoom te vindenHoe het aantal neutronen in een atoom te vinden
    Hoe het oxidatie nummer te vindenHoe het oxidatie nummer te vinden
    Hoe het aantal protonen, neutronen en elektronen te vindenHoe het aantal protonen, neutronen en elektronen te vinden
    Hoe valentie-elektronen te vindenHoe valentie-elektronen te vinden
    Hoe elektronen te vindenHoe elektronen te vinden
    » » Hoe een atoom te splitsen
    © 2021 emkiset.ru