కేంద్రక విచ్ఛిత్తి

వికీపీడియా నుండి
Jump to navigation Jump to search
యురేనియం-235 కేంద్రకాన్ని ఒక న్యూట్రాన్ తాడనం చేయునపుడు, కేంద్రక అస్థిరత్వంవల్ల అది దాదాపు రెండు సమాన భారాలు గల కేంద్రకాలైన "బేరియం", "క్రిప్టాన్" లనుగా విడిపోయి మూడు న్యూట్రాన్లతో పాటు 200MEV శక్తిని వెలువరిస్తుంది.

అణు భౌతిక శాస్త్రం మరియు అణు రసాయన శాస్త్రంలో, అణువిచ్ఛేదన అనేది ఒక అణు ప్రతిచర్య లేదా ఒక అణువు యొక్క కేంద్రకం చిన్న భాగాలుగా విడిపోయి తరచుగా ఉచిత ఫోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు (గామా కిరణాల రూపంలో ) ఉత్పత్తి చేస్తూ పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని విడుదల చేసే ఒక రేడియోధార్మిక క్ష్యయ౦ ప్రక్రియ. సాధారణ విచ్ఛిత్తి ఐసోటోపులో ఉత్పత్తి అయిన రెండు కేంద్రకాలు 3 నుండి 2 వరకు ద్రవ్యరాశి నిష్పత్తితో కొద్దిగా వివిధ పరిమాణాలు కలిగి ఉంటాయి. చాలా విచ్ఛేదనలు ద్వియాంశ విచ్ఛేదనలు (ఆవేశం రెండు గల శకలాల గల ఉత్పత్తి ) కానీ అప్పుడపుడు (1000 సంఘటనలకు 2 లేక 4 సార్లు ) ధనాత్మక ఆవేశం మూడు శకలాలు ఒక టేర్నరి విచ్ఛేదన ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. టెర్నరీ ప్రక్రియల్లోని శకలాలలో అతి చిన్నది ఒక ప్రొటాన్ నుండి ఒక ఆర్గాన్ కేంద్రకం పరిమాణంలో ఉంటుంది. ఆధునిక ప్రపంచంలో ఎదుర్కొనే విచ్ఛేదన సాధరణ౦గా మానవ నిర్మితమైన న్యూట్రాన్ ప్రేరిత అణు ప్రతిచర్య. ఇది ఒక ఆకస్మిక రేడియోథార్మిక క్ష్యయ౦గా (న్యూట్రాన్ అవసరం లేకుండా, ముఖ్యంగా పెద్ద సామూహిక సంఖ్య గల ఐసోటోపుల్లో సంభవించేది, సహజ రూపంలో తక్కువ సాధారణంగా లభ్యమగును.భారీ మూలకణాలు విచ్చేధన 1983లో కనుగొన్నారు. ఇది విద్యుదయస్కాంత వికిరణం మరియు శకలాలయొక్క గతి శక్తి రూపంలో పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని విడుదల చేసే ఒక ఉష్ణమోచక చర్య. విచ్ఛేదన శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడం కొరకు, ఫలిత మూలకాల మొత్తం కట్టు శక్తి ప్రారంభ మూలకం కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. ఫలిత శకలాల అసలైన అణువు వంటి ఒక మూలకం కాదు కాబట్టి విచ్ఛేదనను అణు రూప పరివర్తన యొక్క ఒక రూపంగా చెప్పవచ్చు. అణు విచ్ఛేదన అణు విద్యుత్ శక్తి కొరకు మరియు అణ్వాయుధ పేలోడు (payload) నడిపేందుకు శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది .ఈ రెండు ఉపయోగాలు సాధ్యమైయ్యేఅవకాశం ఉంది. ఎందుకంటే అణు ఇంధనాలు అనబడే పదార్ధాలు న్యూట్రాన్లచే దాడిచేయబడినప్పుడు అణువిచ్ఛేదనకు గురికావడమే కాకుండా అవి విభజింపబడినప్పుడు న్యూట్రాన్లను వెలువరిస్తాయి. అణు ఇంధనం యొక్క ఉచిత శక్తి మొత్తం సమాన ద్రవ్యరాశి కలిగిన ఒక గసొలైన్ రసాయన ఇంధనంలో ఉండే ఉచిత శక్తి మొత్తం కంటే మిలియన్ల సార్లు ఎక్కువ. ఇది అణు విచ్ఛేదనని చాలా దట్టమైన మూలంగా చేస్తుంది.

మెకానిక్స్[మార్చు]

ఒక యురేనియం -235 అణువు నెమ్మదిగా కదిలే న్యూట్రాన్ ను గ్రహించి అణువిచ్చేధన ద్వారా రెండు వేగంగా కదిలే లేత అంశాలను (విచ్చినము ఉత్పత్తులు) మరియు అదనపు న్యూట్రాన్లు ఉత్పత్తి చేసింది. విడుదల శక్తి చాలా వరకు విచ్చినము ఉత్పత్తులు మరియు న్యూట్రాన్ల గతి వేగాలు రూపంలో ఉంటుంది.
అణువిచ్ఛేదన న్యూట్రాన్ దాడి అవసరం లేకుండా రేడియోథార్మిక క్ష్యయంవలె జరగవచ్చు. ఈ రకమైన విచ్ఛేదన (ఆకస్మిక విచ్ఛేదన ) కొన్ని భారీఐసోటోపులలో తప్ప మిలిగినవాటిలో అరుదు. ఇంజినీర్డ్ అణు పరికరాల్లో అణువిచ్ఛేదన ఒక అణు ప్రతిచర్యగా జరుగుతుంది. అణు ప్రతిచర్యల్లో ఒక పరమాణు కణం ఒకఅణుకేంద్రకంతో ఢీకొని దానిలో మార్పు కలుగజేస్తుంది. ఆ విధంగా అణు ప్రతిచర్యల్లో
స్థిర్గతీయ క్షీణిత మరియు అర్ధజీవితం (అణుధార్మిక పదార్థం రేడియోధార్మిక శక్తి అయనీకరణము చెందు కాలము) స్వాభావిక రేడియోధార్మిక ప్రక్రియల ద్వారా కాకుండా బాంబు దాడిచే నడపబడుతుంది.ఒక విచ్ఛేదన గొలుసు చర్యకి నిలబడగలిగిన రసాయన మూలకం ఐసోటోపులను అణు ఇంధనాలుగా పిలుస్తారు. అతి సాధారణమైన అణు ఇంధనాలు, U235 (అణు రియాక్టర్లలో ఉపయోగించే 235 ద్రవ్యరాశి కలిగిన యురేనియం ఐసోటోపు) మరియు Pu239 (239 అణుభారంతో ప్లుటోనియం ఐసోటోపు.ఈ ఇంధనాలు 93 మరియు 135 U దగ్గరలో అణు భారం కలిగిన రసాయన
మూలకాల (విచ్ఛేదన ఉత్పత్తులు ) ద్వినమూన పరిధిలోకి విడగొట్టబడ్డాయి. ఒక అణుప్రతిచర్య లేదా ఒక అణ్వాయుధంలో అత్యధికమైన విచ్ఛేదన సంఘటనలు న్యూట్రాన్ (ముందు జరిగిన
విచ్చేధన సంఘటనచే ఉత్పత్తి చేయబడినవి) దాడికి గురై ప్రేరేపింపబడతాయి. విచ్చిత్తి ఇంధనాలలో అణువిచ్ఛేదనలు ఒక విచ్ఛేదనకేంద్రకం ఒక
న్యూట్రాన్ను బంధించినప్పుడు విడుదలయ్యేఅణు ప్రేరణ శక్తియొక్క ఫలితంగా జరుగుతాయి. న్యూట్రాన్ బంధన ద్వారా వచ్చే ఈ శక్తి ఒక న్యూట్రాన్ మరియు కేంద్రకం మధ్య ఉండే ఆకర్షణీయమైన అణుశక్తి ఫలితం.

ఉత్పత్తి కేంద్రకలు మరియు కట్టు శక్తి[మార్చు]

విచ్ఛేదనలో సారి ప్రొటాన్ సంఖ్య కలిగిన శకలాల ఉత్పత్తికి ప్రాధాన్యత ఉంది. అణువిచ్ఛేదన సంఘటనల్లో కేంద్రకం తేలికైన కేంద్రకాల కలయికగా విభజింపబడవచ్చు కానీ అతి సాధారణ సంఘటన 120 కలిగిన ద్రవ్యరాశి కేంద్రకాన్ని సమానపరిచే విచ్ఛేదన కాదు, అతి సాదారణ సంఘటన (ఐసోటోపు మరియు ప్రక్రియ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.) స్వల్పంగా అసమాన విచ్ఛేదన ఇందులో విధ్వంసక ఉత్పత్తి (కేంద్రకం ) యొక్క ద్రవ్యరాశి 90 నుండి 100u వరకు మిగిలినవాటిది 130 నుండి 140u ఉంటుంది. అసమాన విచ్ఛేదనలు శక్తివంతంగా మరింత అనుకూలమైనది ఎందుకంటే ఒక ఉత్పత్తిని కనిష్ఠ శక్తికి సమీపంలో ద్రవ్యరాశి 60uకి దగ్గరకి ఉండేలా అనుమతిస్తుంది, 135u ద్రవ్యరాశి కలిగిన మరొక కేంద్రకం ఇంకా పటిష్ఠంగా పర్యవేక్షిమబడిన కేంద్రకలయొక్క పరిధిలో నుండి దూరంగా ఉండదు.

క్రియాశీల శక్తి యొక్క మూలం మరియు కట్టు శక్తి యొక్క వక్రత[మార్చు]

"శక్తి రేఖ":. సాధారణ ఐసోటోపులు కేంద్రకం యూనిట్ యొక్క బైండింగ్ శక్తి యొక్క ఒక రేఖాచిత్రం.

భారీ మూలకాల అణువిచ్ఛేదన శక్తిని ఉత్పత్తిని చేస్తుంది. ఎందుకంటే 62 Ni మరియు 56 Fe దగ్గరగా ఉన్న పరిమాణుసంఖ్యలు మరియు అణుభారాలు కలిగిన మధ్యంతరరాశి కేంద్రకాల నిర్ధిష్ట కట్టు శక్తి, భారీ కేంద్రకాల యొక్క న్యూక్లియాన్ నిర్ధిష్ట కట్టు శక్తి కంటే ఎక్కువ అందువల్ల భారీ కేంద్రకాలు విభజింపభడినప్పుడు. శక్తి విడుదలవుతుంది. ఒక ప్రతిచర్యలవల్ల ఏర్పడిన ఉత్పత్తుల యొక్క మొత్తం మిగిలిన భారం అసలు ఇంధన కేంద్రకం దర్వ్యరాశి కంటే తక్కువ. అదనపు భారం ఫోటాన్ల రూపంలో (గామా కిరణాలు) మరియు విచ్ఛేదన శకలాల యొక్క గతిశక్తి (సామూహిక శక్తి సమతుల్యం సిద్ధాంతం ప్రకారం) విడుదలవుతుంది. న్యూక్లియాన్ల మధ్య ఆకర్షణీయమైన అణుశక్తిచే కేంద్రకం కట్టుబడి ఉంటుంది. ఇది ప్రోటాన్ల మధ్య విద్యుదాకర్షణ శక్తిని అధిగమిస్తుంది. యురేనియుమ్, థోరియుం మరియు ప్లూటోనీయుమ్ వంటి అనేక భారీ మూలకాలు రేడియోథర్మిక క్ష్యయం యొక్క రూపం (ఆకస్మిక విచ్ఛేదన ) మరియు అణుప్రతిచర్య యొక్క రూపం (ప్రేరిత విచ్ఛేదన ) రెండింటికి గురవుతాయి.