Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

10
Fisiunea si fuziunea nucleara Realizat de: Dima Antonia

description

FIsiunea si Fuziunea nucleara

Transcript of Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Page 1: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Fisiunea si fuziunea nucleara

Realizat de: Dima Antonia

Page 2: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Fisiunea si fuziunea nucleara

Fisiunea este o reactie nucleara care are drept efect ruperea nucleului in 2 (sau mai multe) fragmente de masa aproximativ egale, neutroni rapizi, radiatii si energie termica.

Fuziunea nucleara este procesul prin care 2 nuclee atomice reactioneaza pentru a forma un nou nucleu, mai greu (cu masa mai ridicata) decat nucleele initiale. Ca urmare a fuziunii se produc si alte particule subatomice, ca de expemplu neutroni sau raze alfa (nuclee de heliu) sau beta (electroni sau pozitroni).

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 3: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Fisiunea nucleara

Sa consideram un sistem alcatuit din Terra si o racheta, cu cele 2 lucruri legate prin intermediul gravitatiei. Daca avem in vedere faprul ca e nevoie de o anume energie pentru a desprinde racheta de la sol, atunci numim energia de legatura cuantumul de energie necesar separarii complete a rachetei de Pamant.

Similar, in lumea nucleelor atomice, energia de legatura este data de cantitatea de energie necesara pentru separarea completa a protonilor si neutronilor, denumiti colectiv nucleoni.

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 4: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Exista doua forte care actioneaza in interiorul nucleului atomic. Pe de o parte, o forta nucleara tare, care actioneaza ca o forta de atractie intre nucleoni, iar pe de alta parte, sarcina electrica a protonilor face ca acestia sa se respinga reciproc.

Forta tare este mult mai puternica decat cea electrica pe distante foarte mici, de pana la doua ori si jumatate diametrul unui proton, dar la distante mai mari forta electrica are valori superioare. Pe masura ce avansam in cadrul tabelului periodic al elementelor fiecare nucleu atomic are o energie de legatura ceva mai mare decat precedentul.

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 5: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Aceasta crestere a valorii energiei de legatura continua pana se ajunge la elementele fier si nichel, acolo unde vorbim de un număr de 60 de nucleoni. In acest punct, fiecare nucleon adaugat este din ce în ce mai slab legat in interiorul nucleului.

Cand se ajunge la plumb si bismut nucleul contine deja 207 nucleoni, forta electrica este mai puternica, iar nucleele atomice si mai masive de atat sunt instabile, descompunandu-se in mod natural.

Aceste nuclee masive pot reveni la un aranjament mai stabil in diverse moduri. Pot converti neutroni in protoni in procesul de dezintegrare radioactiva de tip beta, pot elimina grupuri de 4 nucleoni simultan in dezintegrarea de tip alfa ori pot pur si simplu sa se descompuna in doua nuclee mai usoare, dar mai stabile. Acest din urma fenomen poarta numele de fisiune nucleara.

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 6: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Numai ca in mod natural uraniul U-235 are nevoie de miliarde de ani pentru a se descompune, astfel ca este de dorit ca acest proces sa fie cumva accelerat. Acest lucru se realizeaza prin bombardarea uraniului cu neutroni la viteze mici. Uraniul U-235 absoarbe neutronii si se transforma in uraniu U-236. Apoi se descompune in kripton-92, bariu-141 şi 3 neutroni liberi. Acesti 3 neutroni au rol in descompunerea unor atomi invecinati de uraniu U-235 in alte nuclee-fiica si incă mai multi neutroni, iar procesul  se repeta si este amplificat.

Putem pune un asemenea  dispozitiv in apa şi, drept urmare, mişcarea nucleelor-fiica si a neutronilor liberi va fi incetinita de apa, care, în consecinta, se va incalzi. In final, putem transforma aburul in energie electrica. Acesta este, pe scurt, mecanismul de functionare a centralelor nucleare.

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 7: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Fuziunea nuclearaInca de cand Einstein a demonstrat echivalenta masei si energiei, fizicienii au exprimat masa de repaus a particulelor, precum protonii, neutronii si electronii, in unitati de energie. Astfel, masa de repaus a protonului este egala cu 938.272 MeV (milion de electroni-volti), iar masa de repaus a neutronului este egala cu 939.566 MeV.

Daca am putea face ca un nucleu de deuteriu, care este compus dintr-un proton si un neutron, sa fuzioneze cu un nucleu de tritiu care are in componenta un proton si doi neutroni, am obtine heliu, un neutron suplimentar si ceva energie, avand astfel la dispozitie bazele teoretice ale unui dispozitiv cu care am putea produce energie.

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 8: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Randamentul este foarte bun(18MeV), numai ca exista o problema. Aducerea protonilor din deuteriu si tritiu suficient de aproape astfel incat sa fuzioneze sub actiunea fortei nucleare tari este un lucru extrem de greu realizabil pe Terra. Vorbim de energia care alimentează Soarele si toate celelalte stele, numai ca in cazul acestora gravitatia enorma mentine "combustibilul nuclear" la locul sau în timp ce temperaturile extrem de mari imprimă nucleelor o viteză suficienta pentru a infrange repulsia electrica dintre ele.

Daca am putea construi in laborator o stea in miniatură - un micro-Soare, atunci am fi foarte aproape de a gasi o solutie pentru problemele energetice ale planetei noastre. Si desi acest deziderat nu a fost inca  atins, s-au inregistrat continuu progrese.

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 9: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Fusiunea si fuziunea nucleara

Fisiunea si fuziunea nucleara

Page 10: Fisiunea Si Fuziunea Nucleara

Bibliografie

• http://www.youtube.com/watch?v=Hmtto9HnLQA&feature=player_embedded#!

• www.sciencia.ro

• www.wikipedia.ro

Fisiunea si fuziunea nucleara