nükleer parçalanma ve kaynaşma
başlık "asyasilasansal" tarafından 08.12.2021 22:51 tarihinde açılmıştır.
1.
alman fizikçiler o. hahn ve f. strassmann, 1938 yılına doğru, uranyum çekirdeği gibi bazı iri atom çekirdeklerinin bir nötron soğurduktan sonra çok kararsız duruma geldiğini gözlemlediler. söz konusu atom çekirdekleri belli miktarda enerji yayarak eşit olmayan parçalara bölünüyor ve bu enerjinin etkisiyle büyük bir hızla bu parçaları fırlatıyordu. bu olaya nükleer parçalanma (fisyon) adı verildi.
fisyon
bir atom çekirdeğinde protonlarla nötronlar birleşerek bir bütün oluşturur; bunların bağ enerjileri büyüdükçe, bütünün kararlılığı yükselir. bağ enerjisi, çekirdeğin kütlesinin, içerdiği protonlarla nötronların bireysel küdelerinin toplamından daha küçük olmasından kaynaklanır. çok büyük veya çok küçük çekirdeklerin nükleon başına bağ enerjileri, ortalama boydaki atomların, mesela demir atomlarının bağ enerjilerinden daha düşüktür. parçalanma, çok iri bir çekirdeğin daha küçük parçalar halinde kırılması demektir. bu parçalar da atom çekirdekleridir ve çoğu ilk çekirdekten daha kararlıdır. benzer çekirdekler değişik parçalar vererek kırılabilir, ama pek çok durumda parçalanma, ayrıca belli sayıda nötron da üretir. bu nötronlar da bir atoma girerek yeni bir parçalanmaya yol açabilir. bazı koşullarda parçalanmalar zincirleme tepkime'ler biçiminde denetlenebilir düzende (nükleer santrallar ve atom pilleri) birbirini izleyebilir veya denetim dışında oluşarak patlama etkisi gösterebilir (atom bombası denen nükleer silahlar).
parçalanmanın tersine nükleer kaynaşma (füzyon), çok hafif iki çekirdeği birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve bu şekilde açığa çıkan bağ enerjisini kullanmaktır. elde edilen ağır çekirdek, başlangıçtaki çekirdeklerden daha kararlıdır. ilke olarak kaynaşma, doğada oldukça yaygın olan çekirdekleri kullanarak büyük bir enerji elde edebilir. ama bu enerjinin açığa çıkarılması oldukça zordur. gerçekte çekirdekler pozitif elektrik yükü taşır ve birbirine yaklaştırmaya çalıştığımızda çok şiddetli bir şekilde birbirini iter. bunların kaynaşmasını sağlamak için bu itmeyi yenebilecek büyüklükte bir enerji vermek gerekir. bu enerjinin, çekirdeklerin çarpışmasını sağlayacak boyutlara ulaşması gerekir. gereken enerji 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir. kaynaşma tepkimesine girecek maddeyi taşıyacak hiçbir katı malzeme bu sıcaklığa dayanamaz. kaynaşma, patlayıcı madde biçiminde çok daha kolay elde edilebilir, bu amaca ulaşmak için bir atom bombasım patlatarak hafif atomları ısıtmak yeterlidir. buna hidrojen bombası denir. denetimli kaynaşmaysa, büyük çaba harcanmasına rağmen henüz elde edilememiştir.
dikkat bu metin fizikolog.net isimli blogdan alınmıştır.
fisyon
bir atom çekirdeğinde protonlarla nötronlar birleşerek bir bütün oluşturur; bunların bağ enerjileri büyüdükçe, bütünün kararlılığı yükselir. bağ enerjisi, çekirdeğin kütlesinin, içerdiği protonlarla nötronların bireysel küdelerinin toplamından daha küçük olmasından kaynaklanır. çok büyük veya çok küçük çekirdeklerin nükleon başına bağ enerjileri, ortalama boydaki atomların, mesela demir atomlarının bağ enerjilerinden daha düşüktür. parçalanma, çok iri bir çekirdeğin daha küçük parçalar halinde kırılması demektir. bu parçalar da atom çekirdekleridir ve çoğu ilk çekirdekten daha kararlıdır. benzer çekirdekler değişik parçalar vererek kırılabilir, ama pek çok durumda parçalanma, ayrıca belli sayıda nötron da üretir. bu nötronlar da bir atoma girerek yeni bir parçalanmaya yol açabilir. bazı koşullarda parçalanmalar zincirleme tepkime'ler biçiminde denetlenebilir düzende (nükleer santrallar ve atom pilleri) birbirini izleyebilir veya denetim dışında oluşarak patlama etkisi gösterebilir (atom bombası denen nükleer silahlar).
parçalanmanın tersine nükleer kaynaşma (füzyon), çok hafif iki çekirdeği birleştirerek daha ağır bir çekirdek oluşturmak ve bu şekilde açığa çıkan bağ enerjisini kullanmaktır. elde edilen ağır çekirdek, başlangıçtaki çekirdeklerden daha kararlıdır. ilke olarak kaynaşma, doğada oldukça yaygın olan çekirdekleri kullanarak büyük bir enerji elde edebilir. ama bu enerjinin açığa çıkarılması oldukça zordur. gerçekte çekirdekler pozitif elektrik yükü taşır ve birbirine yaklaştırmaya çalıştığımızda çok şiddetli bir şekilde birbirini iter. bunların kaynaşmasını sağlamak için bu itmeyi yenebilecek büyüklükte bir enerji vermek gerekir. bu enerjinin, çekirdeklerin çarpışmasını sağlayacak boyutlara ulaşması gerekir. gereken enerji 20-30 milyon derecelik bir sıcaklığa eşdeğerdir. kaynaşma tepkimesine girecek maddeyi taşıyacak hiçbir katı malzeme bu sıcaklığa dayanamaz. kaynaşma, patlayıcı madde biçiminde çok daha kolay elde edilebilir, bu amaca ulaşmak için bir atom bombasım patlatarak hafif atomları ısıtmak yeterlidir. buna hidrojen bombası denir. denetimli kaynaşmaysa, büyük çaba harcanmasına rağmen henüz elde edilememiştir.
dikkat bu metin fizikolog.net isimli blogdan alınmıştır.
devamını gör...