جرم و انرژی هم ارز هستند.در ساخته شدن هسته ها،بخشی از جرم اجزای سازنده هسته به صورت انرژی اتصال درمی آیدنسبت کاهش جرم به عدد اتمی را بخش مربوط به چیده شدن اجزا(بخش چیدن) می نامند.عناصر دارای عدد اتمی پایین،بخش چیدن منفی وعناصر با عدد اتمی متوسط،بخش چیدن مثبت دارند واین گروه پایدارترند.اگر عناصرسنگین شکافته شوند وهسته اتم های پایدارتر به وجود آورند؛مقداری کاهش جرم وجود خواهد داشت.کاهش جرم مشابهی هنگام همجوشی عناصر سبک وتشکیل عناصر متوسط نیز مشاهده می شود.این کاهش جرم به صورت انرژی در می آید. اثر نوترون بر هسته اورانیوم235 سبب شکافت آن به یک نوترون یا بیشتروتکه بزرگی با جرمهای تقریبا مساوی می شود و انرژی آزاد شده با کاهش جرم برابر است.اگر نوترون تولید شده باعث شکافتهای بیشتری شود ممکن است شکافته شدنهای پیاپی رخ دهد که به این واکنشها واکنش زنجیری می گوینداورانیوم232،اورانیوم233،اورانیوم235،،پلوتونیوم239،امریکیم241،امریکیم242توسط نوترون های گرمایی دستخوش شکافت هسته ای می شوند؛از میان ای ایزوتوپها اورانیوم235وپلوتونیوم239دارای اهمیت بیشتری هستند زیرا به سهولت در دسترس قرار می گیرند.شکافت سایر هسته های سنگین به نوترون های سریع نیاز دارند و کنترول چنین نوترون هایی دریک واکنش زنجیری دشوارتر است شکافت سریع توده ای از اورانیوم235یا هرهسته سنگین دیگری،اساس بمب های هسته ای را تشکیل می دهد و انرژی تولید شده دارای امکان تخریب فراوانی است.برای دستیابی به انرژی مفید لازم است واکنش شکافت مهار شود واین کار دریک رآکتور انجام می شود که مهار کننده ای نظیرآب، آب سنگین،گرافیت،بریلیم وغیره شمار نوترون ها را کاهش می دهند ونوترون های باقیمانده برای تولید انرژی های مفید کافی هستند.همین نکته تفاوت اساسی بمب اتمی و رآکتور اتمی است یعنی دربمب اتمی شکافت هسته کنترل نمی شود و واکنش به صورت زنجیری ادامه می یابد ولی در یک رآکتور شکافت هسته مهار می شودگرمای تولید شده در یک رآکتور،با روشهای متداول تبادل گرما،حذف می شود.نوترون های موجود در یک رآکتور را می توان برای تهیه ایزوتوپ های جدید مورد استفاده قرار داد.دشواریهای مهندسی درساختمان یک رآکتور بسیار فراوان است که از اثرتخریبی شدید نوترون ها برمصالح ساختمانی معمولی ولزوم استفاده ازموادی که به صورت انتخابی نوترون ها را جذب کنند،ناشی می شود.دشواریهای بیشتری نیز در مورد جداسازی ودفع فضولات شکافت،که اغلب به شدت پرتوزا هستند نیز وجود دارداگر عنصری سبکتر را برای تشکیل هسته سنگین تری به هم جوش دهند،انرژی همجوشی یا انرژی گداخت هسته ای آزاد خواهد شد،چنین همجوشی،فقط هنگامی که هسته ها دارای انرژی گرمایی بالایی باشند رخ میدهد که چنین دماهایی درمرکز ستاره ها،جایی که همجوشیهای هسته ای منبع عمده انرژی هستند و در بمب های اتمی وجود دارند.دماهای بالایی که دریک انفجار هسته ای پدید می آیند برای همجوشی هسته های سبک هیدروژن1،هیدروژن2وهیدروژن3 در بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می گیرند.دشواریهای عملی درایجاد یک فرایند همجوشی کنترل شده ازبدست آوردن انرژی از یک شکافت اتمی نیز بیشتر است وهنوزامکان دستیابی به انرژی مفید با استفاده از فرایند همجوشی هسته ای فراهم نشده است.
منبع:Dictionary of Chemistry-D.W.A Sharp
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر