Fisiunea nuclear Fuziunea nuclearNEACSU MIHAELA MADALINACLASA A XII-A F

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,Timioara

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraCe este fisiunea nuclear? Fisiunea nuclear este procesul prin care nucleul elementelor grele se divide n dou sau mai multe fragmente de mase comparabile, spontan sau prin bombardare cu particule accelerate. Fisiunea spontan se produce rar i cu probabilitate cu att mai mare cu ct nucleele sunt mai greleFisiunea poate fi produs de particule: neutroni, protoni, deutroni, particule , radiaii .Elemente fisionabile care se folosesc:http://www.youtube.com/watch?v=G1jtWR_tcX4

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraFisiunea stimulatFisiunea stimulat a fost descoperit n anul 1939 de Otto Hahn, Fritz Strassman i Lise Meitner La captura unui neutron nucleul trece ntr-o stare excitat pentru ca apoi s se scindeze n dou nuclee de mas intermediar i doi sau trei neutroni rapiziProduii de fisiune nu sunt ntotdeauna aceeai, nucleul putnd fisiona n mai multe moduri

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraAlt reacie posibil:Nucleele rezultate din fisiune au un surplus de neutroni fa de configuraia cea mai stabil i din aceast cauz sunt nestabili, transformndu-se prin dezintegrri succesiveEnergia degajat n timpul fisiunii este n mare parte preluat ca energie cinetic de ctre fragmentele de fisiune

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraReacia n lanNeutronii eliberai prin fisiune pot fi iniiatorii unui nou proces de fisiune, proces ce crete n progresie geometric prin dublarea numrului de neutroni cu fiecare proces.O astfel de reacie se numete reacie n lan

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraCondiiile producerii reaciei n lanpentru utilizarea neutronilor ntr-un nou proces de fisiune este necesar ncetinirea lor, deoarece probabilitatea de captur a neutronilor este mai mare cu ct viteza lor este mai micPentru ncetinirea neutronilor se utilizeaz un mediu moderator format din nuclee uoare ( apa, apa grea, grafitul, beriliul ) care preiau prin ciocniri o parte din energia cinetic a neutronilorpentru a putea continua reacia n lan este necesar ca neutronii s nu se piard prin alte procese care nu conduc la fisiuneNeutronii pot fi captai fr fisiune:Cantitatea de material fisionabil la care reacia se ntreine se numete mas criticDac masa de material fisionabil este mai mic dect masa critic, neutronii se pierd n procese de absorbie reacia se ntrerupe, iar dac este mai mare , numrul de neutroni se multiplic rapid, procesele de fisiune pot duce la explozie

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,Timioarahttp://www.youtube.com/watch?v=1ju4aX6wWJ8

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,Timioara

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraCe este fuziunea nuclear?Fuziunea nuclear este reacia nuclear de formare a unui nucleu greu, mai stabil, din dou nuclee uoare, nsoit de eliberarea unei energiiEnergia eliberat este egal cu diferena dintre energia de legtur a nucleului rezultant i cea a nucleelor uoareExemple de reacii de fuziune:http://www.youtube.com/watch?v=N7C14UIKuv8

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,Timioarahttp://www.youtube.com/watch?v=Hmtto9HnLQAReacie termonuclear pentru producerea unei reacii de fuziune, nucleele fiind ncrcate pozitiv, trebuie s nving forele de respingere electrostatic i s ptrund n raza de aciune a forelor nucleare de atracieacest lucru este posibil pentru energii cinetice extrem de mari, ce corespund unor temperaturi de ordinul 108 K - la care substana se afl n stare de plasm, de aceea reacia se numete reacie termonuclearreaciile de fuziune n lan constituie sursa energiei Soarelui i a altor stele, precum i a energiei imense, necontrolate, degajate la explozia bombei cu hidrogen explicarea originii energiei degajate din stele a fost dat de H. A. Bethe cu ajutorul unui ciclu de reacii nucleare ciclul BetheExemplu: ciclul proton-proton (propus n 1938)

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,Timioara

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraReactorul nuclear este o instalaie complex n care se produce reacia controlat de fisiune n lan a izotopilor unor elemente grele radioactivePrile componente:http://www.youtube.com/watch?v=ueainTAy7G0

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraPrile componente ale reactorului nuclearMaterialul fisionabil (combustibilul nuclear) aflat n zona activ a reactorului poate fi: uraniul natural (mbogit cu 235U), uraniu pur 235U, izotopii plutoniului 239Pu, 240Pu, 241Pu, toriul 235Th sau un amestec al lorModeratorul are rolul de a ncetini neutronii i este format din nuclee uoare: grafitul, beriliul, apa distilat (H2O), apa grea (D2O)Reflectorul nconjoar zona activ i are rolul de a readuce neutronii n zona activ a reactorului, reducnd ct mai mult pierderea lor n exterior ( poate fi din acelai material ca i moderatorul)Sistemul de rcire este necesar n scopul prelurii energiei termice eliberate n timpul reaciei de fisiune i const, de obicei, dintr-un curent de gaze, ap, ap grea, ce trece prin zona activ a reactorului; prin intermediul acestuia energia degajat este transferat mediului exterior.Bare de control conin nuclee care absorb cu probabilitate mare neutronii ( bor. cadmiu), Ele pot fi introduse mai mult sau mai puin n zona activ pentru a opri sau intensifica reacia n lan.Protecia contra radiaiilor se realizeaz cu ajutorul unui perete gros de beton i plumb

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,Timioarahttp://www.youtube.com/watch?v=b4Q9O1vICWsTipuri de reactoare nucleareDup destinaia pe care o au exist:Reactoare de cercetare, folosite ca surs de neutroni, radiaiilor i producerea radioizotopilorReactoare energetice, care produc energie (n centrale atomoelectrice, submarinele atomice, navele cosmice)Reactoare reproductoare, folosite pentru producerea de combustibil nuclear transformnd un material mai puin fisionabil (238U) ntr-unul mult mai eficient (239Pu)

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraBibliografie http://www.dynamicscience.com.au/tester/solutions/chemistry/atomic%20structure/nuclearenergy3.htmhttp://www.youtube.com/watch?v=N7C14UIKuv8http://www.youtube.com/watch?v=ueainTAy7G0Dicionar de fizicD. Ciobotaru, T. Angelescu s.a Manual de fizic , clasa a XII-a, Editura Didactic i pedagogicGabriela Cone Manual de fizic , clasa a XII-a, Editura E+w.w.w.google ro/ images animationRodica Ionescu-Andrei, Cristina Onea, Ion Toma Manual de fizic , clasa a XII-a, Editura ART