WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-09-01T11:58:22Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

{{Uklopi u|Nuklearna fisija}}

== Nuklearna fisija ==
[[Datoteka:nuclear fission.svg|okvir|desno|Induciran fisijski događaj. Jezgra atoma uran-235 apsorbira sporo krečući neutron, koji se razdvoji u brže i lakše elemente(fisijske produkte) i slobodne neutrone]]
Nuklearna fisija je dijeljenje jezgre atoma na manje dijelove (manje jezgre), pri čemu nastaju + slobodni [[neutron|neutroni]] i druge male jezgre, što bi moglo dovesti do proizvodnje [[foton|fotona]] (u obliku gama-zraka). Fisija teških elemenata je egzotermna reakcija koja oslobađa velike količine [[energija|energije]] kao što su elektromagnetska radijacija i [[kinetička energija]] dijelova (zagrijavanjem veličine materijala gdje se fisija događa). Fisija je oblik elementarne pretvorbe zato što nastali dijelovi nisu istog kemijskog elementa kao orginalni [[atom]].

Nuklearna fisija proizvodi snagu za [[nuklearna energija|nuklearnu energiju]] i pokreće eksploziju [[nuklearna bomba|nuklearnih oružja]]. Obje uporabe su moguće zbog određenih sastojaka zvanih nuklearna [[goriva]]. Nuklearna [[goriva]] prolaze kroz fisiju kod sudara sa slobodnim neutronima a za uzvrat stvaraju [[neutron|neutrone]] kad se razdvoje. To omogućava samoodržavajuću lančanu reakciju koja oslobađa [[energija|energiju]] kontrolirano u [[nuklearni reaktor|nuklearnom reaktoru]] ili vrlo brzo i nekontrolirano kod [[nuklearna bomba|nuklearnih oružja]].

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.

== Stvaran prikaz ==
Nuklearna fisija se razlikuje od ostalih oblika [[radioaktivnost|radioaktivnih raspadanja]] po tome što se može[[Datoteka:CNO Cycle.svg|mini|300px|desno|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.

Kod raspadanja [[uranij|urana]] u 2 druga [[atom|atoma]], proizvede se [[energija]] od otprilike 200 Mega [[elektron volt|elektron volta]]. 168 MeV te [[energija|energije]] je [[kinetička energija]] dijelova [[uranij|urana]] ([[atom|atoma]]) koji se kreću brzinom c/30. Uz to odašilje se u prosjeku 2.5 [[neutron|neutrona]] sa [[kinetička energija|kinetičkom energijom]] od približno 2 MeV svaki. Na kraju fisijska reakcija emitira otprilike 30 MeV gama [[foton|fotona]].

Neutronske i [[gama zračenje|gama zrake]] koje odašilju čestice izbrišu informaciju o fisijskom procesu, što čini teškim proučavati [[dinamika|dinamiku]] iz sjedišta cjepišta, gdje se čestice formiraju i nuklearna interakcija rasprši. Unatoč tome ima par fisijskih događaja za koje nema [[neutron|neutrona]] ni [[gama zračenje|gama zraka]]. Ti događaji su dio takozvane hladne fisije.
Nuklearna fisija teških elemenata proizvodi [[energija|energiju]] zbog specifične [[energija|energije]] koja ih veže[[Datoteka:UFission.gif|mini|350px|desno|3d reprezentacija induciranog fisijskog događaja. Jezgra atoma uran-235 apsorbira sporo krečući neutron, koji se razdvaji u dva brža i lakša elementa(fisijske produkte) i dodatne neutrone. Većina energije koja se oslobodi je u obliku kinetičkih brzina fisijskih produkata i neutrona. Na slici je prikazano i hvatanje neutrona uranom 239 da bi postao uran-239]] prema [[masa|masi]] prema nukleusima srednje [[masa|mase]] sa [[atomski broj|atmoskim brojem]] i [[atomska masa|atomskom masom]] priblizno 61Ni i 56Fe i veća je od [[energija]] jako teških nukleusa, tako da se ta [[energija]] oslobađa kad se teški nukleusi razbijaju na dijelova.
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]].
Zbog kratkoće raspona jake vezajuće [[sila|sile]], veliki nukleusi sadrže proporcionalno više [[neutron|neutrona]] od lakših elemenata, koji su najstabilniji sa omjerom 1-1 ([[proton]]-[[neutron]]). Ostatak [[neutron|neutrona]] stabiliziraju teške elemente jer dodaju [[snaga|snagu]] privlačnoj sili bez da dodaju [[snaga|snagu]] odbijanju između [[proton|protona]]. Fisijski produkti u prosjeku imaju isti omjer [[neutron|neutrona]] i [[proton|protona]] kao i nukleusi od kojih su nastali i zato su često nestabilni jer imaju proporcionalnost previše [[neutron|neutrona]] u usporedbi sa stabilnim [[izotop|izotopima]] slične [[masa|mase]]. To je osnovni uzrok problema velike količine radioaktivnog otpada iz [[nuklearni reaktor|nuklearnih reaktora]]. Fisijski produkti su često beta emiteri, odašilju brzo kretajuće [[elektron|elektrone]] da bi sačuvali [[električni naboj]] dok se preostali [[neutron|neutroni]] pretvaraju u [[proton|protone]] unutar [[atomska jezgra|jezgre atoma]] fisijskog produkta.
Najčešća nuklearna goriva, 235U i 239Pu, nisu veliki radijacijske opasnosti sama po sebi.235U ima poluživot prosječno 700 milijuna godina, i dok 239Pu ima poluživot 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]].
Neki fisijski produkti imaju poluživot kratak i do par sekundi, ostali imaju poluživote do desetke tisuća godina i zahtijevaju dugoročno pohranjivanje u spremišta kao što su Yucca Mountain, dok se fisijski produkti ne raspadnu u neradioaktivne stabilne izotope.

'''

== Izvori i vanjske poveznice ==
'''
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

[[Kategorija:Nuklearna fizika]]

Proces nuklearne fisije - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica