|
==== Izlaz ====
TypicalTipični fissionfisioni eventsdogađaji releaseotpuštaju aboutoko twodve hundredstotine millionmiliona [[ElectronvoltElektronvolt|eV]] (200 MeV) ofenergije energypri forsvakom eachfisionom fission eventdogađaju. Izbor The exact isotope which is fissioned, and whether or not it is fissionable or fissile, has only a smallizotopa impactima onmalog theuticaja amountna ofkoličinu energyoslobođene releasedenergije. To Thisse canmože belako easilyuočiti seenpregledom by examining the curve ofkrive [[bindingenergija energyvezivanja|energije vezivanja]]. (image below), and noting that the average binding energyProsečna ofenergija thevezivanja [[actinideaktinoid]]nih nuclidesjezgara beginningpočevši withod uraniumuranijuma isje aroundoko 7.,6 MeV perpo nucleonjezgru. Idući Lookingna furtherlevo leftduž onkrive theenergije curve of binding energyvezivanja, wheregde these [[fissionfisioni productsprodukt]]i clustergrupišu, itlako isse easilymože observeduočiti thatda theenergija bindingvezivanja energyfisionih ofprodukata theteži fissionda productsbude tends to center aroundoko 8.,5 MeV perpo nucleonnukleonu. Stoga Thus,u insvakom anyfisionom fissiondogađaju eventizotopa ofu anaktinoidnom isotopeopsegu in the actinide's range of massmase, roughlyoko 0.,9 MeV is released perse nucleonoslobađa ofpo thenukleonu startingpočetnog elementelementa. The fission ofFisija U235 bysporim aneutronom slowproizvodi neutronskoro yieldsidentičnu nearlykoličinu identicalenergije energysa to the fission offisijom U238 bybrzim a fast neutronneutronom. Taj This energy release profile holdsprofil trueoslobađanja forenergije thoriumtakođe andvaži theza varioustorijum minori actinidesrazne asmanje wellaktinoide.<ref name=ENS>{{cite web|author=Marion Brünglinghaus|url=http://www.euronuclear.org/info/encyclopedia/n/nuclear-fission.htm |title=Nuclear fission |publisher=European Nuclear Society |accessdate=2013-01-04}}</ref>
U kontrastu s tim, većina reakcija [[hemijska reakcija|hemijske]] [[oksidacija|oksidacije]] (kao što su sagorevanje [[ugalj|uglja]] ili [[trinitrotoluen|TNT]]) oslobađaju u najboljem slučaju nekoliko [[Elektronvolt|eV]] po događaju. Stoga, nuklearno gorivo sadrži najmanje deset miliona puta više [[Gustina energije|korisne energije po jedinici mase]] nego hemijsko gorivo. Energija nuklearne fisije se oslobađa kao [[kinetička energija]] fisionih produkata i fragmenata, i kao [[elektromagnetno zračenje|elektromagnetna radijacija]] u obliku [[gama zraci|gama zraka]]; u nuklearnom reaktoru, energija se konvertuje u [[toplota|toplotu]] pošto se čestice i gama zraci sudaraju sa atomima od kojih je napravljen reaktor i njegovim [[radni fluid|radnim fluidom]], obično [[voda|vodom]] ili u nekim slučajevima [[teška voda|teškom vodom]] ili [[istopljena so|istopljenim solima]].
By contrast, most [[chemical reaction|chemical]] [[oxidation]] reactions (such as burning [[coal]] or [[trinitrotoluene|TNT]]) release at most a few [[Electronvolt|eV]] per event. So, nuclear fuel contains at least ten million times more [[Energy density|usable energy per unit mass]] than does chemical fuel. The energy of nuclear fission is released as [[kinetic energy]] of the fission products and fragments, and as [[electromagnetic radiation]] in the form of [[gamma ray]]s; in a nuclear reactor, the energy is converted to [[heat]] as the particles and gamma rays collide with the atoms that make up the reactor and its [[working fluid]], usually [[water]] or occasionally [[heavy water]] or [[molten salt]]s.
WhenPri arascepu jezgara [[uraniumuranijum]]a nucleusu fissionsfragmente into two daughter nuclei fragmentsjezgra, aboutoko 0.,1 percent% of the mass of themase uraniumuranijumskih nucleusjezgara<ref name="bulletin1950">Hans A. Bethe (April 1950), [http://books.google.com/books?id=Mg4AAAAAMBAJ&pg=PA99 "The Hydrogen Bomb"], ''Bulletin of the Atomic Scientists'', p. 99.</ref> appearsprelazi asu theenergiju fissionfisije energy ofod ~200 MeV. ForZa uraniumuranijum-235 (totaltotalna meanprosečna fissionfisiona energyenergija je 202.,5 MeV), typicallytipično se ~169 MeV appearsjavlja as thekao [[kinetickinetička energyenergija]] of the daughterrascepljenih nucleijezgara, whichkoja flylete apartsa at aboutoko 3% of the speed ofbrzine lightsvetlosti, due tousled [[Coulomb'sKulonov lawzakon|CoulombKulonovske repulsionrepulzije]]. AlsoTakođe, anu averageproseku ofse emituje 2.,5 neutrons are emittedneutrona, withsa aprosečnom [[mean]]kinetičkom kineticenergijom energypo perneutronu neutron ofod ~2 MeV (total oftotalno 4.8 MeV).<ref>These fission neutrons have a wide energy spectrum, with range from 0 to 14 MeV, with mean of 2 MeV and [[mode (statistics)]] of 0.75 Mev. See Byrne, op. cite.</ref> TheReakcija fissionfisije reactiontakođe also releasesoslobađa ~7 MeV inu promptobliku [[gammaElektromagnetsko rayzračenje|fotona]] [[electromagneticGama-čestica|gama waves|photonszraka]]. TheIz latterte figurevrednosti meansproizilazi thatda anuklearno nuclearfisiona fissioneksplozija explosionili ornesrećni criticalityslučaj accidentemituje emits aboutoko 3.,5% ofsvoje itsenergije energyu asobliku gammagama rayszraka, lessšto thanje manje od 2.,5% ofenergije itsbrzih energy as fast neutronsneutrona (totaltotalna ofvrednost bothoba typestipa ofradijacije radiationje ~ 6%), anda theostatak restje askinetička kineticenergija energyfisionih offragmenata fission(ona fragmentsse (thispojavljuje appearsskoro almostodmah immediatelynakon whenšto thefragmenti fragmentsdođu impactu surroundingsusret mattersa okružnom materijom, askao simplejednostavna [[heattoplota]]). InU anatomskoj atomic bombbombi, thista heattoplota maymože serveda tosluži raiseza thepovišenje temperature ofjezgra thebombe bomb core todo 100 millionmiliona [[kelvin]]a andi causeda secondaryuzrokuje emissionsekundarnu of softemisiju X-rayszraka, whichkoji convertkonvertuju somedeo ofte thisenergije energy tou ionizingjonizacionu radiationradijaciju. HoweverMeđutim, inu nuclearnuklearnim reactorsreaktorima, thekinetička fissionenergija fragmentfisionih kineticfragmenata energyse zadržava kao remainstoplota asniske low-temperature heat, whichkoja itselfuzrokuje causesmalo littlejonizacije, orili noje ionizationnema.
Takozvane [[neutronska bomba|neutronske bombe]] (poboljšana radijaciona oružja) su konstruisana tako da oslobađaju veći udeo svoje energije kao jonizujuće zračenje (specifično neutrone), mada su sve one termonuklearni uređaji koji se oslanjaju na stupanj nuklearne fuzije za proizvodnju dodatne radijacije. Energijska dinamika čiste fisione bombe se uvek zadržava na oko 6% prinosa u obliku radijacije, kao direktni rezultat fisije.
So-called [[neutron bomb]]s (enhanced radiation weapons) have been constructed which release a larger fraction of their energy as ionizing radiation (specifically, neutrons), but these are all thermonuclear devices which rely on the nuclear fusion stage to produce the extra radiation. The energy dynamics of pure fission bombs always remain at about 6% yield of the total in radiation, as a prompt result of fission.
TheTotalna totalenergija ''promptbrze fissionfisije'' energydoseže amounts to aboutoko 181 MeV, orili ~ 89% oftotalne theenergije totalkoja energyse whichkonačno isoslobađa eventuallyfisijom releasedtokom by fission over timevremena. The remainingPreostalih ~ 11% isse releasedoslobađa inu obliku beta decaysraspada whichkoji haveima variousvazne halfpolu-livesživote, butali beginodmah aspočine akao processproces inu thefisionim fissionproduktima; products immediately;i andu inobliku delayedodloženih gammagama emissionsemisija associatedvezanih withza thesete beta decaysraspade. ForNa exampleprimer, inu uraniumuranijumu-235 thista delayedodložena energyenergija isje dividedpodeljena intou aboutoko 6.,5 MeV inu betasbetama, 8.,8 MeV inu [[antineutrinoneutrino|antineutrinima]]s (releasedoslobođenim atu theisto samevreme timekao asi the betasbete), andi finallykonačno, an additionaldodatnih 6.,3 MeV inu delayedodloženim gammagama emissionemisijama fromiz thepobuđenih excitedprodukata beta-decay productsraspada (forza aprosečnu meantotalnu totalemisiju ofod ~10 gammagama rayzraka emissionspo per fission, in allfisiji). ThusStoga, aboutoko 6.,5% oftotalne theenergije totalfisije energyse ofoslobađa fissionnakon is released some time after the eventdogađaja, askao non-promptodložena orjonizujuća delayed ionizing radiationradijacija, andi theodložena delayedjonizujuća ionizingenergija energyje isravnomerno aboutpodeljena evenlyizmeđu dividedgama between gamma andi beta ray energyzraka.
U reaktoru koji je radio izvesno vreme, radioaktivni fisioni produkti se nakupljaju do koncentracija stabilnog stanja, tako da je njihova brzina raspadanja jednaka njihovoj brzini formiranja, tako da je njihov frakcioni totalni doprinos toploti reaktora (putem beta raspada) jednak doprinosu radioizotopske frakcije. Pod tim uslovima, 6,5% fisije se javlja kao odložena jonizaciona radijacija (odložene game i bete iz radioaktivnih fisionih produkata) koja doprinosi stabilnom stanju reaktorske toplotne produkcije. Ta frakcija zaostaje kad se reaktor naglo zatvori (pri hitnom isključivanju). Iz tog razloga, reaktorski izlaz [[toplota raspada|toplote raspada]] počinje sa oko 6,5% pune fisione snage reaktoriskog stabilnog stanja, nakon zaustavljanja reaktora. Međutim, u toku nekoliko sati, usled raspada tih izotopa, izlazna snaga raspada je daleko manja.
In a reactor that has been operating for some time, the radioactive fission products will have built up to steady state concentrations such that their rate of decay is equal to their rate of formation, so that their fractional total contribution to reactor heat (via beta decay) is the same as these radioisotopic fractional contributions to the energy of fission. Under these conditions, the 6.5% of fission which appears as delayed ionizing radiation (delayed gammas and betas from radioactive fission products) contributes to the steady-state reactor heat production under power. It is this output fraction which remains when the reactor is suddenly shut down (undergoes [[scram]]). For this reason, the reactor [[decay heat]] output begins at 6.5% of the full reactor steady state fission power, once the reactor is shut down. However, within hours, due to decay of these isotopes, the decay power output is far less. See [[decay heat]] for detail.
Ostatak energije raspada (8,8 MeV/202,5 MeV = 4,3% totalne fisione energije) se emituje kao antineutrini, koji se kao praktična materija, ne smatraju „jonizacionom radijacijom“. Energija oslobođena u obliku antineutrina se ne zadržava materijalom reaktora kao toplota, nego direktno prolazi kroz sve materijale (uključujući Zemlju) brzinom koja je blizo brzine svetlosti, i odlazi u interplanetarni prostor (apsorbovana količina je zanemarljiva). Neutrinska radijacija se obično ne klasifikuje kao jonizaciona radijacija, pošto se skoro u potpunosti ne apsorbuje i stoga ne proizvodi efekte (mada su veoma retki neutrinski događaji jonizujući). Skoro celokupan ostatak radijacije (6,5% odložene beta i gama radijacije) se konačno konvertuje u toplotu u jezgru reaktora ili njegovom zaštitnom omotaču.
The remainder of the delayed energy (8.8 MeV/202.5 MeV = 4.3% of total fission energy) is emitted as antineutrinos, which as a practical matter, are not considered "ionizing radiation." The reason is that energy released as antineutrinos is not captured by the reactor material as heat, and escapes directly through all materials (including the Earth) at nearly the speed of light, and into interplanetary space (the amount absorbed is minuscule). Neutrino radiation is ordinarily not classed as ionizing radiation, because it is almost entirely not absorbed and therefore does not produce effects (although the very rare neutrino event is ionizing). Almost all of the rest of the radiation (6.5% delayed beta and gamma radiation) is eventually converted to heat in a reactor core or its shielding.
SomeNeki processesprocesi involvingu neutronskojima areučestuvuju notableneutroni forsu absorbingprimetni orpo finallyapsorbovanju yieldingili energykonačnom prinosu energije — forna exampleprimer neutronneutronska kinetickinetička energyenergija doesne notdaje yieldodmah heattoplotu immediatelyako if theje neutron iszarobljen capturedatomom by a uraniumuranijuma-238, atomčime tose breedstvara plutoniumplutonijum-239, butali thisse energyta isenergija emittedemituje ifako thekasnije plutonium-239dođe isdo laterfisije fissionedplutonijuma-239. OnSa thedruge other handstrane, so-calledtakozvani [[delayedodroloženi neutronsneutron]]i emittedemitovani askao radioactiveradioaktivni decayprodukti productsraspada withsa halfpolu-livesživotima updo tonekoliko several minutesminuta, fromiz fission-daughtersprodukata fisije, aresu veryveoma importantvažni toza [[nuclearfizika reactornuklearnig physicsreaktora|reactorkontrolu controlreaktora]], becausezato theyšto giveoni adaju characteristickarakteristično "reaction"„reakciono“ timevreme forza theudvostručavanje totalveličine nucleartotalne reactionnuklearne to double in sizereakcije, ifako these reactionreakcija isodvija runu in„odloženoj akritičnoj“ "[[delayedzoni criticality|delayed-critical]]"koja zonese whichnamerno deliberatelyoslanja reliesna onte theseneutrone neutronsza forsuperkritičnu alančanu supercritical chain-reactionreakciju (oneu inkojoj whichsvaki eachfisioni fissionciklus cycleproizvodi yieldsviše moreneutrona neutronsnego thanšto itih absorbsapsorbuje). WithoutBez theirnjihovog existencepostojanja, thenuklearna nuclearlančana chain-reactionreakcija wouldbi bebila [[promptbrza criticalkritičnost|brzo kritična]] and increasei inpovećala sizebi fasterse thanbrže itnego couldšto be controlledse bymogla humankontrolisati interventionljudskom intervencijom. InU thistom caseslučaju, theprvi firsteksperimentalni experimentalatomski atomicreaktori reactorsbi wouldotišli haveizvan runkontrole awayu toopasne ai dangerouszbrkane and„brze messykritične "promptreakcije“ criticalpre reaction"nego beforešto theirbi operatorsnjihovi couldoperatori havemogli manuallyda shutih themručno downzaustave (foriz thistog reasonrazloga, designerdezajner [[Enrico Fermi|Enriko Fermi]] includedje radiation-counter-triggereduveo controlradijacijom rods,kontra suspendedpobuđene bykontrolne electromagnetsšipke, whichsuspendovane couldelektromagnetima, automaticallykoje dropmogu intoda theautomatski centerpadnu ofu centar [[ChicagoČikago Pilegomila-1|Čikago gomile-1]]). IfAko thesesu delayedti neutronsodloženi areneutroni captureduzvaćeni withoutbez producingizazivanja fissionsfisije, they produceoni heattakođe asproizvode welltoplotu.<ref>{{cite web|url=http://www.kayelaby.npl.co.uk/atomic_and_nuclear_physics/4_7/4_7_1.html |title=Nuclear Fission and Fusion, and Nuclear Interactions|publisher=National Physical Laboratory|accessdate=2013-01-04}}</ref>
==Reference==
|
