Atomet mund të fitojnë ose humbin energji kur një elektron lëviz nga një orbitë më e lartë në një orbitë më të ulët rreth bërthamës. Sidoqoftë, ndarja e bërthamës së një atomi do të lëshojë shumë më tepër energji sesa energjia kur elektronet kthehen në një orbitë më të ulët nga një orbitë më e lartë. Ajo energji mund të përdoret për qëllime shkatërruese ose për qëllime të sigurta dhe produktive. Ndarja e një atomi quhet ndarje bërthamore, një proces i zbuluar në vitin 1938; Ndarja e përsëritur e atomeve në ndarje quhet reaksion zinxhir. Ndërsa shumë njerëz nuk kanë pajisjet për ta bërë këtë, nëse jeni kurioz për procesin e ndarjes, këtu është një përmbledhje.
Hapi
Pjesa 1 nga 2: Fisioni Atomik Bazë
Hapi 1. Zgjidhni izotopin e duhur
Disa elementë ose izotopet e tyre i nënshtrohen kalbjes radioaktive. Sidoqoftë, jo të gjithë izotopet janë krijuar të barabartë për sa i përket lehtësisë së ndarjes. Izotopi më i përdorur i uraniumit, ka një peshë atomike prej 238, i përbërë nga 92 protone dhe 146 neutrone, por bërthama e tij tenton të thithë neutrone pa u ndarë në bërthamat më të vogla të elementeve të tjerë. Një izotop i uraniumit që ka tre neutrone më pak, 235U, mund të jetë shumë më e lehtë të copëtohet sesa izotopet 238U; Izotopet e tilla quhen materiale të copëtuara.
Disa izotope mund të copëtohen shumë lehtë, aq shpejt sa një reagim i vazhdueshëm i ndarjes nuk mund të mbahet. Kjo quhet ndarje spontane; izotopi i plutoniumit 240Pu është një shembull i atij izotopi, ndryshe nga izotopi 239Pu me një shkallë më të ngadaltë të ndarjes.
Hapi 2. Merrni izotope të mjaftueshëm për të siguruar që ndarja do të vazhdojë pas ndarjes së parë të atomit
Kjo kërkon që një sasi e caktuar minimale e materialit izotopik të ndahet që të ndodhë reagimi i ndarjes; Kjo sasi quhet masë kritike. Fitimi i masës kritike kërkon material burimor për izotopin, për të rritur shanset që të ndodhë ndarja.
Ndonjëherë, është e nevojshme të rritet sasia relative e materialit të izotopit të ndarë në mostër për të siguruar që një reagim i vazhdueshëm i ndarjes mund të ndodhë. Ky quhet pasurim, dhe ka disa metoda të përdorura për të pasuruar një mostër. (Për metodat e përdorura për pasurimin e uraniumit, shihni wikiHow How to Enrich Uranium.)
Hapi 3. Qitni bërthamën e materialit të izotopit të ndarë me grimca subatomike në mënyrë të përsëritur
Grimcat e vetme nënatomike mund të godasin atomet 235U, duke e ndarë atë në dy atome të veçantë të një elementi tjetër dhe duke lëshuar tre neutrone. Këto tre lloje të grimcave nënatomike përdoren shpesh.
- Proton. Këto grimca nënatomike kanë masë dhe ngarkesë pozitive. Numri i protoneve në një atom përcakton elementin e atomit.
- Neutronet. Këto grimca nënatomike kanë masë si protone, por nuk kanë ngarkesë.
- Grimcat alfa. Kjo grimcë është bërthama e atomit të heliumit, pjesë e elektroneve që rrotullohen rreth saj. Kjo grimcë përbëhet nga dy protone dhe dy neutrone.
Pjesa 2 nga 2: Metoda e ndarjes atomike
Hapi 1. Qitni një bërthamë atomike (bërthamë) të të njëjtit izotop në një tjetër
Për shkak se grimcat e pakta subatomike janë të vështira për t'u kaluar, shpesh kërkohet një forcë për t'i detyruar grimcat nga atomet e tyre. Një metodë për ta bërë këtë është të gjuani atomet e një izotopi të caktuar në atomet e tjerë të të njëjtit izotop.
Kjo metodë u përdor për të krijuar bombën atomike 235U hodh në Hiroshima. Armë të tilla si armë me bërthama uraniumi, të cilat gjuajnë atome 235U në atom 235U -ja tjetër, mbart materialin me një shpejtësi aq të madhe saqë bën që neutronet e lëshuar të godasin bërthamën e atomit 235një U tjetër dhe ta shkatërrojë atë. Neutronet e lëshuara kur një atom ndahet mund të godasin me radhë dhe të ndajnë atomin 235U. të tjera
Hapi 2. Shtrydhni fort mostrën atomike, duke e afruar materialin atomik së bashku
Ndonjëherë, atomet prishen shumë shpejt për t'u gjuajtur ndaj njëri -tjetrit. Në këtë rast, afrimi i atomeve së bashku rrit shanset që grimcat nënatomike të çliruara të godasin dhe të ndajnë atomet e tjerë.
Kjo metodë u përdor për të krijuar bombën atomike 239Pu ra në Nagasaki. Shpërthimet e zakonshme rrethojnë masën e plutoniumit; kur shpërthen, shpërthimi shtyn masën e plutoniumit, duke bartur atomet 239Pu afrohet në mënyrë që neutronet e lëshuara të vazhdojnë të godasin dhe ndajnë atomet 239pu tjetër.
Hapi 3. Nxit elektronet me një rreze lazer
Me zhvillimin e lazerit petawatt (1015 watts), tani është e mundur të ndash atomet duke përdorur një rreze lazer për të ngacmuar elektronet në metal që mbështjellin substancën radioaktive.
- Në një provë të vitit 2000 në Laboratorin Lawrence Livermore në Kaliforni, uraniumi u mbështoll me ar dhe u vendos në një enë bakri. Një puls i rrezes lazer infra të kuqe prej 260 xhaul godet zarfin dhe strehimin, duke emocionuar elektronet. Ndërsa elektronet kthehen në orbitat e tyre normale, ata lëshojnë rrezatim gama me energji të lartë që depërton në bërthamat e arit dhe bakrit, duke lëshuar neutrone që depërtojnë në atomet e uraniumit nën shtresën e arit dhe i ndajnë ato. (Si ari ashtu edhe bakri u bënë radioaktivë si rezultat i eksperimentit.)
- Teste të ngjashme u kryen në Laboratorin Rutherford Appleton në Mbretërinë e Bashkuar duke përdorur 50 teravat (5 x 1012 watts) lazeri synonte një pllakë tantali me materiale të ndryshme prapa saj: kalium, argjend, zink dhe uranium. Një pjesë e atomeve të të gjithë këtyre materialeve u ndanë me sukses.
Paralajmërim
- Përveç ndarjeve të caktuara të izotopeve të caktuara që janë shumë të shpejtë, shpërthimet më të vogla mund të shkatërrojnë materialin e copëtueshëm para se shpërthimi të arrijë shpejtësinë e pritshme të reagimit të qëndrueshëm.
- Ashtu si me çdo pajisje tjetër, ndiqni procedurat e kërkuara të sigurisë dhe mos bëni asgjë që duket e rrezikshme. Bej kujdes.
