Как да разделим атом

Атомите могат да придобият или да загубят енергия, когато електроните отиват на по-високи или ниски орбита около ядрото. Разделянето на атомното ядро води до освобождаване на много по-голямо количество енергия в сравнение с процеса на преминаване на електрон до по-ниска орбита. Такова разделяне се нарича ядрено разделение и разделянето на ядрата на групата на атомите се нарича верижна реакция. Този процес не може да се извърши у дома. Тя изисква лаборатория или ядрен реактор с подходящо оборудване.

Стъпка

Метод 1 от 3:

Бомбардиране на радиоактивни изотопи

един. Изберете подходящ изотоп. Някои елементи или изотопи преминават радиоактивни разпад, а различни изотопи могат да се държат различно по различни начини. Най-често срещаният уран изотоп има атомно тегло 238 и се състои от 92 протони и 146 неутрони, но ядрата му обикновено абсорбират неутроните, без да се разделят на ядрото на по-леки елементи. Уран изотоп, чието ядрото съдържа три неутрони по-малко, u се разделя много по-лесно от u, нарича се разделящ изотоп.

С разделяне (разделяне) на уран се освобождават три неутрона, които се сблъскват с други атоми на уран, което води до верижна реакция.
Някои изотопи са разделени толкова лесно и бързо, че е невъзможно да се поддържа постоянна ядрена реакция. Това явление се нарича спонтанно или спонтанно, гниене. Например, PU плутониев изотоп е податлив на такъв разпад, за разлика от PU при по-ниска степен на разделяне.

Изображение, озаглавено разделен на атом стъпка 2

2. Че реакцията продължава след срива на първия атом, е необходимо да се съберат достатъчно изотоп. За да направите това, е необходимо да имате определено минимално количество дефектни изотоп, които ще поддържат реакцията. Тази сума се нарича критична маса. За да се постигне критична маса и да се увеличи вероятността от гниене, се изисква достатъчно количество източник.

Изображение, озаглавено разделен атом стъпка 3

3. Изстрелва едно атомно ядро на изотопа в друго ядро от същия изотоп. Тъй като в свободната форма, субатомните частици са доста редки, често е необходимо да ги отделят от атоми, съдържащи тези частици. Един от начините да направите това е да снимате един изотоп един атом от друг атом.

Този метод беше използван за създаване на атомна бомба от U, която беше изхвърлена на Хирошима. Оръжията с ядро на уран, подобно на пистолета, изстрелват атоми в целта от същите атоми u. Атомите летяха достатъчно бързо, за да проникнат в неутрона, проникнат в ядрото на други атоми и ги раздели. Когато се разделя, на свой ред бяха освободени неутрони, които разделят следните атоми.

Изображение, озаглавено разделен на атом стъпка 4

4. Сияйте ядрото на изотопния изотоп от субатомните частици. Единичната субатаматна частица може да попадне в атом и да го раздели на два отделни атома на други елементи, а три неутрона ще се открояват. Субатомните частици могат да бъдат получени от контролирания източник (например, неутрон пистолет) или да се създаде в резултат на ядрото сблъсък. Обикновено се използват три вида субатомни частици.

Протони. Тези субатомски частици имат маса и положителен електрически заряд. Броят на протоните в атома определя атома, от който е елемент.

Неутрон. Масата на тези субатомни частици е равна на масата на протона, но те са неутрални (без електрически заряд).

Алфа частици. Тези частици са електронни ядки на хелий атоми. Те се състоят от два протони и два неутрона.

Метод 2 от 3:

Компресия на радиоактивни материали

един. Вземете критичната маса на радиоактивния изотоп. Ще ви трябва достатъчно източник на материали, за да се осигури поддържащата реакция на делене. Имайте предвид, че в определена маса от всеки елемент (например плутоний) ще има няколко изотопа. Трябва да изчислите количеството на необходимия изотоп в извадката.

Изображение, озаглавено разделен на атом стъпка 6

2. Обогатяват примерния материал. Понякога е необходимо да се увеличи относителното количество на дефинирания изотоп в пробата, за да се осигури поддържащата реакция на делене. Това се нарича обогатяване. Има няколко начина Обогатяване на радиоактивни материали, включително:

Разпространение на газове;

центрофугиране;

електромагнитно разделяне;

Термична дифузия на течност.

Изображение, озаглавено разделен на атом стъпка 7

3. Болна извадка от материала, така че разделените атоми се приближават до. Понякога атомите се счупват твърде бързо и нямат време да си взаимодействат. В този случай сблизото на атомите увеличава вероятността освободените субатомски частици да летят до съседни атоми и да ги разделят. Стиснете проба с разделяне на PU атоми с експлозия.

Този метод се използва при създаване на атомна бомба от ПУ, която е нулирана на nagasaki. Плутоният е бил компресиран с помощта на обикновен експлозив, разположен около него, в резултат на което PU атомите се приближиха достатъчно близо, за да направят емитираните неутрони да достигнат до съседните атоми и да ги разделят.

Метод 3 от 3:

Разделяне на атоми с лазер

един. Затворете радиоактивния материал в металната обвивка. Поставете радиоактивния материал в златния случай. Осигурете корпуса в меден държач. Обърнете внимание, че след началото на разпадането радиоактивните ще станат както избледняващи материали, така и метали.

Изображение, озаглавено разделен на атом стъпка 9

2. Нанесете електроните с лазерно излъчване. С появата на Pesavatty (10 вата) е възможно да се разделят атомите с лазерна радиация, дължаща се на възбуждане на електрони в металната обвивка, в която е сключен радиоактивен материал. Също така вълнуват електрони в метал с 50-tervatt (5 x 10 watt) лазер.

Изображение, озаглавено разделен на атом стъпка 10

3. Изключете лазера. Когато електроните започват да се връщат към обичайните си орбити, те ще разпределят високоенергийната гама радиация, която ще проникне в ядрото на златото и медта. В резултат на това неутроните ще бъдат освободени от ядрата. Тези неутрони ще се сблъскат под златните атоми на уран и ще ги разделят.

Предупреждения

Радиоактивното излъчване е смъртоносно опасно. За защита от нея има специални правила и устройства. Да се съхранява на безопасно разстояние от радиоактивни материали.
Да извършват подобни експерименти самостоятелно забранени от закона.
Такива експерименти могат да доведат до мощна експлозия.
Както при всяко друго оборудване, трябва да се спазват правилата за безопасност и да не се прави нищо рисковано.
Такива експерименти трябва да бъдат ангажирани в подходяща институция, например на ядрен реактор или във физическа лаборатория.