በኑክሌር ፊዚክስ ውስጥ ወሳኝ ክብደት

ዝርዝር ሁኔታ:

በኑክሌር ፊዚክስ ውስጥ ወሳኝ ክብደት
በኑክሌር ፊዚክስ ውስጥ ወሳኝ ክብደት
Anonim

በሰው ልጅ ታሪክ አስከፊው ጦርነት ካበቃ ከጥቂት ወራት በላይ አልፎታል። እናም እ.ኤ.አ. ጁላይ 16, 1945 የመጀመሪያው የኒውክሌር ቦምብ በአሜሪካ ወታደሮች ተፈተነ እና ከአንድ ወር በኋላ በሺዎች የሚቆጠሩ የጃፓን ከተሞች ነዋሪዎች በአቶሚክ ሲኦል ውስጥ ሞተዋል ። ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ የኒውክሌር ጦር መሳሪያዎች፣ እንዲሁም ወደ ኢላማዎች የማድረስ ዘዴዎች፣ ከግማሽ ምዕተ አመት በላይ ያለማቋረጥ ተሻሽለዋል።

ወታደሩ በእጃቸው ለመያዝ ፈልጎ ነበር ሁሉንም ከተሞችን እና ሀገራትን በአንድ ምት ከካርታው ላይ ጠራርጎ በማውጣት እና በጣም ትንንሽ የሆኑትን በቦርሳ ውስጥ የሚይዙትን ሁለቱንም እጅግ በጣም ሀይለኛ ጥይቶች። እንዲህ ዓይነቱ መሣሪያ የጥፋት ጦርነትን ከዚህ በፊት ታይቶ በማይታወቅ ደረጃ ያመጣል. ከአንደኛው እና ከሁለተኛው ጋር ሁለቱም የማይታለፉ ችግሮች ነበሩ. ለዚህ ምክንያቱ ወሳኝ ተብሎ የሚጠራው ነው. ሆኖም፣ መጀመሪያ ነገሮች መጀመሪያ።

እንዲህ ያለ የሚፈነዳ እምብርት

ኑክሌር መሳሪያዎች እንዴት እንደሚሰሩ ለመረዳት እና ወሳኝ ክብደት የሚባለውን ለመረዳት ለትንሽ ጊዜ ወደ ዴስክ እንመለስ። ከትምህርት ቤቱ የፊዚክስ ኮርስ አንድ ቀላል ህግን እናስታውሳለን-የተመሳሳይ ስም ክሶች እርስ በርስ ይቃረናሉ. በተመሳሳይ ቦታ, ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ውስጥ, ተማሪዎች ኒውትሮን, ገለልተኛ ቅንጣቶች እና ያካተተ ስለ አቶሚክ አስኳል አወቃቀር, ይነገራቸዋል.አዎንታዊ የተሞሉ ፕሮቶኖች. ግን ይህ እንዴት ሊሆን ይችላል? በአዎንታዊ ቻርጅ የተደረገባቸው ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው በጣም ቅርብ ናቸው፣ አፀያፊ ሀይሎች ግዙፍ መሆን አለባቸው።

የዩራኒየም ኮር
የዩራኒየም ኮር

ሳይንስ ፕሮቶንን አንድ ላይ የሚይዙ የውስጠ-ኑክሌር ሃይሎችን ምንነት ሙሉ በሙሉ አያውቅም፣ ምንም እንኳን የእነዚህ ሃይሎች ባህሪያት በደንብ የተጠኑ ናቸው። ኃይሎች በጣም በቅርብ ርቀት ላይ ብቻ ይሰራሉ. ነገር ግን አስጸያፊ ኃይሎች ማሸነፍ ሲጀምሩ እና ኒውክሊየስ ወደ ቁርጥራጮች ስለሚሰበሩ ፕሮቶኖችን በጠፈር ውስጥ ለመለየት ቢያንስ ትንሽ ጠቃሚ ነው። እና እንዲህ ዓይነቱ የማስፋፊያ ኃይል በእውነት ትልቅ ነው. የአዋቂ ወንድ ጥንካሬ የአንድ መሪ አቶም ኒዩክሊየስ ፕሮቶኖችን ለመያዝ በቂ እንዳልሆነ ይታወቃል።

ራዘርፎርድ የፈራው ምን ነበር

የአብዛኛዎቹ የፔሪዲክቲክ ሠንጠረዥ ንጥረ ነገሮች ዋና ዋና ነገሮች የተረጋጋ ናቸው። ይሁን እንጂ የአቶሚክ ቁጥሩ እየጨመረ ሲሄድ ይህ መረጋጋት ይቀንሳል. የኮርኖቹ መጠን ያክል ነው። እስቲ አስቡት የዩራኒየም አቶም አስኳል፣ 238 ኑክሊድ፣ ከእነዚህ ውስጥ 92 ቱ ፕሮቶን ናቸው። አዎን, ፕሮቶኖች እርስ በእርሳቸው በቅርበት ይገናኛሉ, እና የውስጠ-ኑክሌር ኃይሎች ሙሉውን መዋቅር በአስተማማኝ ሁኔታ ያጠናክራሉ. ነገር ግን በኒውክሊየስ ተቃራኒ ጫፍ ላይ የሚገኙት የፕሮቶኖች አስጸያፊ ኃይል የሚታይ ይሆናል።

ኧርነስት ራዘርፎርድ
ኧርነስት ራዘርፎርድ

ራዘርፎርድ ምን እያደረገ ነበር? አተሞችን በኒውትሮን ደበደበ (ኤሌክትሮን በአቶም ኤሌክትሮን ሼል ውስጥ አያልፍም እና በአዎንታዊ ቻርጅ የተደረገ ፕሮቶን በአስጸያፊ ኃይሎች ምክንያት ወደ ኒውክሊየስ መቅረብ አይችልም)። ወደ አቶም አስኳል የሚገባ ኒውትሮን መሰባበርን ያስከትላል። ሁለት የተለያዩ ግማሾችን እና ሁለት ወይም ሶስት ነጻ ኒውትሮን ተለያይተዋል።

የዩራኒየም ኒውክሊየስ ፊዚሽን
የዩራኒየም ኒውክሊየስ ፊዚሽን

ይህ መበስበስ፣ በሚበርሩ ቅንጣቶች ግዙፍ ፍጥነት የተነሳ፣ ከትልቅ ሃይል ልቀት ጋር አብሮ ነበር። ራዘርፎርድ በሰው ልጅ ላይ ሊያስከትል የሚችለውን መዘዝ በመፍራት ግኝቱን ለመደበቅ ፈልጎ ነበር የሚል ወሬ ነበር፣ ነገር ግን ይህ ምናልባት ከተረት ብቻ የዘለለ አይደለም።

ታዲያ ብዙሃኑ ከሱ ጋር ምን አገናኘው እና ለምን ወሳኝ ነው

ታዲያ ምን? ኃይለኛ ፍንዳታ ለመፍጠር አንድ ሰው በቂ ሬዲዮአክቲቭ ብረትን በፕሮቶን ጅረት እንዴት ሊያበራ ይችላል? እና ወሳኝ ክብደት ምንድነው? ከ"ቦምብ" አቶሚክ ኒውክሊየስ ውስጥ የሚበሩት ስለእነዚያ ጥቂት ነፃ ኤሌክትሮኖች ነው፣ እነሱ በተራው፣ ከሌሎች ኒዩክሊየሮች ጋር በመጋጨታቸው፣ መቆራረጣቸውን ያስከትላል። የኒውክሌር ሰንሰለት ምላሽ የሚባል ነገር ይጀምራል። ሆኖም እሱን ማስጀመር እጅግ ከባድ ይሆናል።

ሚዛኑን ያረጋግጡ። ፖም በጠረጴዛችን ላይ እንደ አቶም አስኳል ከወሰድን የአጎራባች አቶምን አስኳል ለመገመት ያው ፖም ተሸክሞ በሚቀጥለው ክፍል ውስጥ እንኳን ሳይቀር ጠረጴዛው ላይ መቀመጥ አለበት ፣ ግን.. በሚቀጥለው ቤት ውስጥ. ኒውትሮን የቼሪ ዘር መጠን ይሆናል።

የተለቀቀው ኒውትሮን ከዩራኒየም ኢንጎት ውጭ በከንቱ እንዳይበር እና ከ50% በላይ የሚሆኑት በአቶሚክ ኒውክሊየስ መልክ ኢላማ ያገኙ ዘንድ ይህ ኢንጎት ተገቢውን መጠን ሊኖረው ይገባል። የዩራኒየም ወሳኝ ክብደት ተብሎ የሚጠራው ይህ ነው - ከሚለቀቁት ኒውትሮኖች ውስጥ ከግማሽ በላይ የሚሆኑት ከሌሎች ኒዩክሊየሮች ጋር የሚጋጩበት።

በእርግጥ፣ በቅጽበት ነው የሚሆነው። የተከፋፈሉ ኒዩክሊየሎች ቁጥር እንደ ጎርፍ ያድጋል ፣ ቁርጥራጮቻቸው ወደ ሁሉም አቅጣጫዎች በፍጥነት ይሮጣሉ ።የብርሃን ፍጥነት ፣ ክፍት አየር ፣ ውሃ ፣ ሌላ ማንኛውም መካከለኛ። ከአካባቢ ሞለኪውሎች ጋር በመጋጨታቸው የፍንዳታው ቦታ ወዲያውኑ እስከ ሚሊዮኖች ዲግሪዎች ይሞቃል፣ ይህም ሙቀትን በበርካታ ኪሎ ሜትሮች አካባቢ ያቃጥላል።

የኑክሌር ፍንዳታ
የኑክሌር ፍንዳታ

በድንገት የሚሞቀው አየር በቅጽበት መጠኑ እየሰፋ ሄዶ ህንጻዎችን ከመሠረት ላይ የሚነፍር፣ የሚገለባበጥ እና በመንገዱ ላይ ያለውን ሁሉ የሚያፈርስ ኃይለኛ አስደንጋጭ ማዕበል ፈጠረ … ይህ የአቶሚክ ፍንዳታ ምስል ነው።

በተግባር እንዴት እንደሚመስል

የአቶሚክ ቦምብ መሳሪያ በሚገርም ሁኔታ ቀላል ነው። ሁለት የዩራኒየም (ወይም ሌላ ራዲዮአክቲቭ ብረት) አለ፣ እያንዳንዳቸው ከወሳኙ ክብደት በትንሹ ያነሱ ናቸው። አንደኛው ኢንጎት በኮን ቅርጽ የተሰራ ሲሆን ሌላኛው ደግሞ የሾጣጣ ቅርጽ ያለው ቀዳዳ ያለው ኳስ ነው. እርስዎ እንደሚገምቱት, ሁለቱ ግማሾቹ ሲጣመሩ, አንድ ኳስ ተገኝቷል, እሱም ወሳኝ ክብደት ይደርሳል. ይህ መደበኛ ቀላል የኑክሌር ቦምብ ነው። ሁለቱ ግማሾች የተገናኙት የተለመደው የTNT ክፍያ በመጠቀም ነው (ሾጣጣው ወደ ኳሱ ይመታል)።

አቶሚክ ቦምብ
አቶሚክ ቦምብ

ነገር ግን ማንም ሰው እንዲህ አይነት መሳሪያ "በጉልበቱ ላይ" ሊሰበስብ ይችላል ብለው አያስቡ. ዘዴው ዩራኒየም ቦምብ እንዲፈነዳ በጣም ንጹህ መሆን አለበት ፣የቆሻሻዎች መኖር በተግባር ዜሮ ነው።

ለምን የአቶሚክ ቦምብ የሲጋራ እሽግ የሚያህል የለም

ሁሉም በተመሳሳይ ምክንያት። በጣም የተለመደው የዩራኒየም 235 ኢሶቶፕ ወሳኝ ክብደት 45 ኪ.ግ ነው. የዚህ መጠን ያለው የኒውክሌር ነዳጅ ፍንዳታ አስቀድሞ አደጋ ነው። እና በትንሹ የሚፈነዳ መሳሪያ ለመስራትየቁስ መጠን የማይቻል ነው - አይሰራም።

በተመሳሳይ ምክንያት ከዩራኒየም ወይም ከሌሎች ራዲዮአክቲቭ ብረቶች እጅግ በጣም ኃይለኛ የአቶሚክ ክፍያዎች መፍጠር አልተቻለም። ቦምቡ በጣም ኃይለኛ ይሆን ዘንድ፣ ከደርዘን ኢንጎት የተሰራ ነው፣ ይህም ክስ ሲፈነዳ ወደ መሃል እየሮጠ እንደ ብርቱካን ቁርጥራጭ እያገናኘ።

ግን በትክክል ምን ሆነ? በሆነ ምክንያት, ሁለት ንጥረ ነገሮች ከሌሎቹ አንድ ሺህ ሰከንድ ቀድመው ከተገናኙ, ወሳኙን ስብስብ በፍጥነት ከቀሪው "በጊዜው ውስጥ ከመድረስ" ፍጥነት ላይ ደርሷል, ፍንዳታው ንድፍ አውጪዎች በሚጠብቁት ኃይል ላይ አልደረሰም. እጅግ በጣም ኃይለኛ የኒውክሌር ጦር መሳሪያዎች ችግር የተፈታው ቴርሞኑክሌር የጦር መሳሪያዎች ሲመጡ ብቻ ነው. ግን ያ ትንሽ የተለየ ታሪክ ነው።

ሰላማዊ አቶም እንዴት ይሰራል

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ በመሠረቱ አንድ አይነት የኑክሌር ቦምብ ነው። ይህ "ቦምብ" ብቻ ከዩራኒየም የተሰራ የነዳጅ ኤለመንቶች (ነዳጆች) እርስ በርስ በተወሰነ ርቀት ላይ ይገኛሉ ይህም የኒውትሮን "ስትሮክ" ከመለዋወጥ አያግደውም.

የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ጣቢያ
የኑክሌር ኃይል ማመንጫ ጣቢያ

የነዳጅ ንጥረ ነገሮች የሚሠሩት በበትር መልክ ሲሆን በመካከላቸውም ኒውትሮንን በደንብ የሚስብ የመቆጣጠሪያ ዘንጎች አሉ። የክዋኔ መርህ ቀላል ነው፡

  • የሚቆጣጠሩ (የሚምጥ) ዘንጎች በዩራኒየም ዘንጎች መካከል ባለው ክፍተት ውስጥ ገብተዋል - ምላሹ ይቀንሳል ወይም ሙሉ በሙሉ ይቆማል፤
  • የቁጥጥር ዘንጎች ከዞኑ ይወገዳሉ - ራዲዮአክቲቭ ንጥረ ነገሮች ኒውትሮኖችን በንቃት ይለዋወጣሉ፣ የኑክሌር ምላሽ በበለጠ ፍጥነት ይቀጥላል።

በእርግጥ፣ ያው አቶሚክ ቦምብ ይወጣል፣ወሳኙ ጅምላ በተቀላጠፈ ሁኔታ የሚደርስበት እና በግልፅ ቁጥጥር የሚደረግበት እና ወደ ፍንዳታ አይመራም ፣ ነገር ግን ቀዝቃዛውን ለማሞቅ ብቻ።

ምንም እንኳን በሚያሳዝን ሁኔታ፣ እንደ ልምምድ እንደሚያሳየው፣ ሁልጊዜ የሰው ልጅ ሊቅ ይህን ግዙፍ እና አጥፊ ሃይል - የአቶሚክ አስኳል የመበስበስ ሃይል መግታት አይችልም።

የሚመከር: