• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Materiał rodny

    Przeczytaj także...
    Rozszczepienie jądra atomowego to przemiana jądrowa polegająca na rozpadzie jądra na dwa (rzadziej na więcej) fragmenty o zbliżonych masach. Zjawisku towarzyszy emisja neutronów, a także kwantów gamma, które unoszą znaczne ilości energii. Ponieważ jądra ulegające rozszczepieniu zwykle są jądrami ciężkimi, które posiadają więcej neutronów niż protonów, obydwa fragmenty powstałe w rozszczepieniu są jądrami neutrono-nadmiarowymi. Nadmiar neutronów jest z nich emitowany podczas aktu rozszczepienia (neutrony natychmiastowe) lub z pewnym opóźnieniem (neutrony opóźnione).Ameryk (Am, łac. americium) – pierwiastek chemiczny, aktynowiec. Jest odpowiednikiem europu w szeregu lantanowców. Nazwa pochodzi od kontynentu Ameryki. Pierwiastek wytworzył w 1944 roku Glenn T. Seaborg i jego współpracownicy bombardując pluton przyspieszonymi cząstkami α: 238 U ( α , n ) 241 A m {displaystyle {}^{238}U(alpha ,n){}^{241}Am} .
    Nuklid – w fizyce jądrowej, jądro atomowe o określonej liczbie nukleonów (protonów i neutronów). Nuklidy można podzielić na kilka grup:

    Materiał rodny jest terminem używanym w odniesieniu do nuklidów które generalnie nie podlegają wymuszonemu rozszczepieniu (nie są rozszczepialne przez neutrony termiczne) ale z których materiał rozszczepialny jest generowany przez absorpcję neutronów i kolejne po niej przemiany jądrowe. Materiały rodne które występują naturalnie i mogą zostać przekształcone w materiał rozszczepialny przez promieniowanie neutronowe w reaktorze jądrowym obejmują:

    Moderator – substancja służąca do zmniejszenia energii kinetycznej (prędkości) neutronów, aż do osiągnięcia przez nie stanu tzw. neutronów termicznych. Powolne neutrony znacznie wydajniej powodują rozszczepienie jąder atomowych w materiale paliwa jądrowego.Reaktor jądrowy – urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną szybkością reakcje jądrowe; na obecnym etapie rozwoju nauki i techniki są to przede wszystkim reakcje rozszczepienia jąder atomowych. Reakcje te mają charakter łańcuchowy – produkty reakcji (w tym głównie neutrony) mogą zainicjować kilka następnych. Aby uniknąć lawinowego wzrostu szybkości reakcji, reaktor dzieli się na strefy wypełnione na przemian paliwem, chłodziwem oraz moderatorem, czyli substancją spowalniającą neutrony. Szybkość reakcji kontrolowana jest m.in. przez zmianę wzajemnego położenia lub proporcji tych składników, a także przez wprowadzanie dodatkowych substancji pochłaniających lub spowalniających neutrony, zawartych w tzw. prętach regulacyjnych (służących do normalnej regulacji parametrów reakcji) oraz prętach bezpieczeństwa (stosowanych do awaryjnego wyłączania reaktora). Substancjami używanymi do pochłaniania neutronów termicznych są m.in. bor i kadm, natomiast jako moderatorów używa się m.in. berylu, grafitu, a także wody, pełniącej równocześnie rolę chłodziwa.
  • tor-232, który ulega przekształceniu w rozszczepialny uran-233
  • uran-234, który ulega przekształceniu w rozszczepialny uran-235
  • uran-238, który ulega przekształceniu w rozszczepialny pluton-239
  • Sztuczne izotopy pierwiastków powstających w rdzeniu reaktora jądrowego, które mogą być przekształcone w materiał rozszczepialny przez pojedynczy wychwyt neutronu obejmują:

    Neutron (z łac. neuter – "obojętny") – cząstka subatomowa występująca w jądrach atomowych. Jest obojętny elektrycznie. Posiada spin ½.Pluton-238 – jeden z izotopów pierwiastka chemicznego plutonu o czasie połowicznego rozpadu wynoszącym 87,7 lat. Ulega rozpadowi alfa do U. Podczas rozpadu jądra plutonu-238 z emitowana jest cząstka alfa o energii około 5,6 MeV.
  • pluton-238, który ulega przekształceniu w rozszczepialny pluton-239
  • pluton-240, który ulega przekształceniu w rozszczepialny pluton-241.
  • Niektóre inne aktynowce potrzebują więcej niż jednego aktu absorpcji neutronu przed staniem się nuklidem zarówno rozszczepialnym jak i wystarczająco długożyciowym, aby bardziej prawdopodobnym był wychwyt kolejnego neutronu i rozszczepienie zamiast rozpadu promieniotwórczego:

    Radioaktywność (promieniotwórczość) – zdolność jąder atomowych do rozpadu promieniotwórczego, który najczęściej jest związany z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma.Czas połowicznego rozpadu (zaniku) (okres połowicznego rozpadu) - czas, w ciągu którego liczba nietrwałych obiektów lub stanów zmniejsza się o połowę. Czas ten, oznaczany symbolem T1/2, zgodnie z definicją musi spełniać zależność:
  • pluton-242 → ameryk-243 → kiur-244 → kiur-245
  • uran-236 → neptun-237 → pluton-238 → pluton-239
  • ameryk-241 → kiur-242 → kiur-243 (lub, bardziej prawdopodobnie, kiur-242 rozpada się na pluton-238, który również wymaga pochłonięcia dodatkowego neutronu aby stać się nuklidem rozszczepialnym).
  • Jako że proces ten wymaga 3 lub 4 neutronów termicznych do ewentualnego rozszczepienia, zaś samo rozszczepienie neutronem termicznym generuje jedynie 2 do 3 neutronów, nuklidy te reprezentują netto ubytek neutronów. W reaktorze prędkim mogą one wymagać mniej neutronów do osiągnięcia rozszczepienia jak również produkować więcej neutronów kiedy ulegają rozszczepieniu.

    Materiał rozszczepialny - materiał zawierający jądra atomowe, które w wyniku zderzeń z neutronami ulegają łatwemu rozszczepieniu z emisją dodatkowych neutronów w jego wyniku, jak np. uran: U lub U czy pluton Pu.Kiur (Cm, łac. curium) – pierwiastek chemiczny z grupy aktynowców w układzie okresowym. Nazwa pochodzi od nazwiska Marii Skłodowskiej-Curie i Piotra Curie. Pierwiastek odkrył w 1944 roku Glenn Theodore Seaborg.

    Reaktor prędki, tzn. taki z niewielką ilością lub bez żadnego moderatora neutronów i za tym pracujący na neutronach prędkich może być używany jako reaktor powielający, produkujący więcej materiału rozszczepialnego niż sam zużywa, poprzez użycie materiału rodnego umieszczonego wokół rdzenia lub zawartego w specjalnych prętach paliwowych. Jako że pluton-238, pluton-240 i pluton-242 są materiałami rodnymi, nagromadzenie ich oraz innych nierozszczepialnych nuklidów stanowi mniejszy problem niż w reaktorach termicznych, które nie mogą ich wydajnie 'spalać'. Reaktory powielające używające neutronów termicznych są praktyczne w użyciu jedynie przy korzystaniu z torowego cyklu paliwowego, gdyż uran-233 ulega rozszczepieniu przez neutrony termiczne o wiele wydajniej niż pluton-239.

    Reaktor prędki, reaktor na prędkich neutronach (i jego podtyp reaktor powielający) – reaktor, w którym nie ma moderatora, ponieważ reakcje rozszczepienia wywoływane są przez neutrony prędkie. Jako paliwo jądrowe stosuje się w nich mieszaninę tlenków plutonu i uranu. Paliwo jądrowe musi być silniej wzbogacone, niż paliwo dla reaktorów powolnych. W czasie pracy reaktora z normalnie nieużytecznego izotopu uranu U powstają, w procesie pochłonięcia neutronów i następujących rozpadów beta izotopy plutonu (głównie Pu). Pluton może zostać następnie wydzielony i użyty ponownie jako paliwo. Reaktor powielający to reaktor, który wytwarza w ten sposób więcej plutonu, niż go zużywa.

    Przypisy

    (window.RLQ=window.RLQ||).push(function(){mw.log.warn("Gadget \"edit-summary-warning\" styles loaded twice. Migrate to type=general. See \u003Chttps://phabricator.wikimedia.org/T42284\u003E.");mw.log.warn("Gadget \"wikibugs\" styles loaded twice. Migrate to type=general. See \u003Chttps://phabricator.wikimedia.org/T42284\u003E.");mw.log.warn("Gadget \"ReferenceTooltips\" styles loaded twice. Migrate to type=general. See \u003Chttps://phabricator.wikimedia.org/T42284\u003E.");mw.log.warn("Gadget \"main-page\" styles loaded twice. Migrate to type=general. See \u003Chttps://phabricator.wikimedia.org/T42284\u003E.");});



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.033 sek.