Πώς γίνεται ένας πυρήνας ουρανίου-235 για να υποβληθεί σε σχάση;
1. Απορρόφηση νετρονίων: Ένα βραδεία μετακίνηση νετρονίων απορροφάται από τον πυρήνα ενός ατόμου ουρανίου-235. Αυτή η διαδικασία σχηματίζει έναν ασταθές και ενθουσιασμένο πυρήνα ουρανίου-236.
2. Πυρηνική διέγερση: Η απορρόφηση του νετρονίου αναγκάζει τον πυρήνα του ουρανίου-236 να γίνει εξαιρετικά ενθουσιασμένος και ενεργητικός. Φτάνει σε μια κατάσταση μεγάλης αστάθειας και είναι έτοιμη να χωριστεί σε μικρότερα θραύσματα.
3. Πυρηνική σχάση: Ο διεγερμένος πυρήνας ουρανίου-236 υφίσταται πυρηνική σχάση, όπου χωρίζεται σε δύο μικρότερους, πιο σταθερούς πυρήνες. Αυτά τα θραύσματα, που ονομάζονται προϊόντα σχάσης, είναι συνήθως Krypton-92 και Barium-141.
4. Απελευθέρωση νετρονίων: Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχάσης, απελευθερώνονται διάφορα νετρόνια. Κατά μέσο όρο, παράγονται περίπου 2-3 νετρόνια ανά συμβάν σχάσης. Αυτά τα απελευθερωμένα νετρόνια είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της αλυσιδωτής αντίδρασης.
5. Αλυσίδα αντίδρασης: Τα νετρόνια που απελευθερώνονται στη διαδικασία σχάσης μπορούν να προχωρήσουν και να προκαλέσουν περαιτέρω συμβάντα σχάσης σε γειτονικά άτομα ουρανίου-235. Αυτή η αλληλουχία αντιδράσεων σχάσης οδηγεί σε αλυσιδωτή αντίδραση όπου οι πυρήνες πολλαπλών ουρανίου-235 υποβάλλονται σε σχάση, απελευθερώνοντας περισσότερα νετρόνια και ενέργεια.
6. Κρίσιμη μάζα: Για να γίνει αυτοσυντηρούμενη η αλυσιδωτή αντίδραση, απαιτείται μια κρίσιμη μάζα ουρανίου-235. Η κρίσιμη μάζα αναφέρεται στην ελάχιστη ποσότητα σχάσιου υλικού που απαιτείται για μια παρατεταμένη αλυσιδωτή αντίδραση σχάσης. Το ουράνιο-235 εμπλουτίζεται συνήθως για να αυξήσει τη συγκέντρωση του ισοτόπου και να επιτύχει την κρισιμότητα.
7. Έλεγχος της αλυσιδωτής αντίδρασης: Σε πυρηνικούς αντιδραστήρες, η αλυσιδωτή αντίδραση ελέγχεται προσεκτικά και μετριοπαθής χρησιμοποιώντας ράβδους ελέγχου. Αυτές οι ράβδοι απορροφούν τα νετρόνια, ρυθμίζοντας έτσι τον ρυθμό με τον οποίο η αλυσιδωτή αντίδραση εξελίσσεται και εξασφαλίζει ασφαλή και σταθερή λειτουργία του αντιδραστήρα.
Αξίζει να σημειωθεί ότι το ουράνιο-235 δεν υποβάλλεται σε σχάση αυθόρμητα. Η απορρόφηση ενός νετρονίου παρέχει την απαραίτητη ενέργεια και αστάθεια για την έναρξη της διαδικασίας σχάσης. Στα πυρηνικά όπλα, η ταχεία και ανεξέλεγκτη σχάση του ουρανίου-235 οδηγεί σε ξαφνική απελευθέρωση τεράστιας ενέργειας, οδηγώντας στην έκρηξη του όπλου.
