Деление ядер урана. Цепная реакция (9 класс)

6 августа в 1:45 американский бомбардировщик B-29 под командованием полковника Пола Тиббетса, взлетел с острова Тиниан, находившегося примерно в 6 часах лета от Хиросимы.
Пол Тиббетс (1915-2007)

Фрагмент фильма «Бомбардировка Хиросимы»
Свернуть

Хиросима после атомного взрыва

Количество погибших от непосредственного воздействия взрыва составило от 70 до 80 тысяч человек. К концу 1945 года, в связи с действием радиоактивного заражения и других пост-эффектов взрыва, общее количество погибших составило от 90 до 166 тысяч человек. По истечении 5 лет, общее количество погибших достигло 200 000 человек.

6 августа, после получения известия об успешном проведении атомной бомбардировки Хиросимы, Президент США Трумэн заявил:
«Мы сейчас готовы уничтожить, ещё быстрее и полнее чем раньше, все наземные производственные мощности японцев в любом городе. Мы уничтожим их доки, их фабрики, и их коммуникации. Пусть не будет никакого недопонимания — мы полностью уничтожим способность Японии вести войну…»
Президент США Гарри Трумэн

Нагасаки до и после атомного взрыва
9 августа в 2:47 американский бомбардировщик B-29 под командованием майора Чарльза Суини, нёсший на борту атомную бомбу, взлетел с острова Тиниан. В 10:56 В-29 прибыл к Нагасаки. Взрыв произошёл в 11:02 местного времени.
Майор Чарльз Суини

Количество погибших составило от 60 до 80 тысяч человек. По истечении 5 лет, общее количество погибших, с учётом умерших от рака и других долгосрочных воздействий взрыва, могло достичь или даже превысить 140 000 человек.

Деление ядер урана.
Цепная реакция*

В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана*. Они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы
Отто Ган
(1879-1968)
Модель деления ядер урана при бомбардировке нейтроном
Фриц Штрассман
(1902-1980)
Капельная модель деления ядра урана

В природе встречается два вида изотопа урана: (99,3 %) и (0,7 %).
Основной интерес для ядерной энергетики представляет реакция деления ядра
Две наиболее типичные реакции деления этого ядра имеют вид:
Энергия, котороя выделяется при полном делении 1 кг урана = энергии, которая выделяется при полном сгорании 3000 т угля

При делении ядра урана-235, освобождается 2 или 3 нейтрона. При благоприятных условиях эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление. На этом этапе появятся уже от 4 до 9 нейтронов, способных вызвать новые распады ядер урана и т. д. Такой лавинообразный процесс называется цепной ядерной реакцией.

Цепная реакции деления ядер урана

При цепной реакции коэффициент размножения нейтронов K>1, т.е. в каждом последующем поколении нейтронов должно быть больше, чем в предыдущем.
Цепная реакция в уране с повышенным содержанием урана-235 может происходить только при массе большей критической массы. Для чистого урана-235 критическая масса составляет около 50 кг.

Критическую массу можно уменьшить, если:
Использовать замедлители (графит, обычная и тяжелая вода)
Отражающая оболочка (бериллий)
Применение замедлителей нейтронов и специальной оболочки из бериллия, которая отражает нейтроны, позволяет снизить критическую массу урана до 250 г.
В атомных бомбах цепная неуправляемая ядерная реакция возникает при быстром соединении двух кусков урана-235, каждый из которых имеет массу несколько ниже критической.

Да, пора эйфории безвозвратно ушла.
На науке лежит преступленье,
Но к ученым, повинным в создании зла,
Постепенно приходит прозренье.
САХАРОВ Андрей Дмитриевич российский физик и общественный деятель