化学-核エネルギー
前書き
原子力反応は、原子力発電所で電気を生成するために使用されている膨大な量のエネルギー(原子力エネルギーとして知られている)を放出します。
通常によって生成される原子力エネルギー nuclear fission, nuclear fusion, そして nuclear decay。
1938年、ドイツの化学者オットーハーン、フリッツシュトラスマン、オーストリアの物理学者リーゼマイトナーが、中性子を照射したウランの生成物を実験しました。この実験の結果、比較的小さな中性子が巨大なウラン原子の核を2つのほぼ等しい部分に分割し、大量のエネルギーを放出しました。
オットーハーンと彼の同僚の核実験は核分裂として人気があります。
核分裂
核分裂の過程で自由中性子とガンマ光子が生成されますが、これを行うと非常に大量のエネルギーが放出されます。
核分裂は発熱反応であり、運動エネルギーだけでなく電磁放射の形で大量のエネルギーを放出する可能性があります。
核分裂は、放射性崩壊の一種として自然に(つまり、中性子衝撃なしに)発生することがあります。
核分裂の種類
以下は核分裂の主な種類です-
Chain Reaction and
Fission Reaction
それらについて簡単に説明しましょう-
連鎖反応
1つの単一の核反応が1つ以上の後続の核反応を引き起こす場合、それは連鎖反応として知られています。
このような連鎖反応は、自己伝播する一連の核反応の可能性を高めます。
核連鎖反応は、他のどの化学反応よりも反応ごとに数百万倍のエネルギーを放出します。したがって、爆発的または制御されていない連鎖反応としても知られています。
重い原子が核分裂を経験すると、通常、2つ以上の核分裂片に分裂します。その過程で、いくつかの自由中性子、ガンマ線、ニュートリノが放出され、最終的には大量のエネルギーが放出されます。
以下は連鎖反応の2つの例です-
235 U +→中性子核分裂生成物+2.4中性子+192.9 MeV
235 Pu +→中性子核分裂生成物+2.9中性子+198.9 MeV
原子爆弾では、一貫したエネルギー源が必要なため、連鎖反応技術が使用されます。
核分裂反応
中性子(燃料原子の核分裂によって生成される)を使用して、持続可能なエネルギーを放出するためにさらに多くの核分裂を誘発する核分裂反応は、核分裂反応として知られています。
このような反応は遅く、制御可能です。したがって、制御された連鎖反応としても知られています。
電力(電気)を生成する原子炉は、制御された連鎖反応の理想的な例です。
核分裂/制御された連鎖反応は、特性と使用法の種類に基づいて、次のように分類されます。
Power reactors
Research reactors
Breeder reactors
これらの発電用原子炉は一般に、核分裂生成物の運動エネルギーを熱に変換します。さらに、熱は、熱機関を駆動する作動流体を加熱するために使用され、最終的には機械的または電力を生成します。
原子炉の基本部品
以下は原子炉の必須コンポーネントです-
Nuclear fuels−ウラン(233 U、235 U)、トリウム(Th 232)、プルトニウム(Pu 239)など。
Moderators−放出された中性子を制御するために使用されます。例:重水、ベリリウム、グラファイトなど。
Coolant−原子炉を冷却するために使用されます。たとえば、水、蒸気、ヘリウム、CO 2、空気、溶融金属など。
Control rods−核分裂反応を実行および停止するために使用されます。たとえば、カドミウムまたはホウ素の棒がそのような目的に使用されます。
核融合
2つの軽い原子核が融合して重い原子核を形成するプロセスは核融合として知られています。この過程で、原子力と呼ばれる膨大な量のエネルギーが放出されています。
核融合の最良の例は–水素爆弾です。
水素爆弾は原子爆弾よりも約1,000倍強力です。