Aparat al științei: Ce se întâmplă când scindezi un atom?

Care atom are în centrul său un nucleu. Nucleul este alcătuit din două lucruri, neutroni și protoni. Neutronii nu au sarcină, iar protonii au sarcină pozitivă. Împreună, neutronii și protonii se numesc nucleoni. Acestea sunt principalele părți pe care ne concentrăm atunci când vorbim despre scindarea atomilor, dar atomii au și electroni. Electronii au sarcini negative și nu se găsesc în interiorul nucleului, ci se învârt în jurul acestuia.

Ce se întâmplă atunci când scindezi un atom?

Există o anumită cantitate de energie implicată în menținerea tuturor nucleonilor împreună în nucleu. Aceasta se numește energie de legătură. Dacă punem o presiune corectă asupra nucleului, energia de legătură nu este suficient de mare pentru a menține totul împreună și nucleul se scindează.

Pentru a scinda un atom, un neutron, care se deplasează cu viteza potrivită, este lansat spre nucleu. În condițiile potrivite, nucleul se sparge în două bucăți și se eliberează energie. Acest proces se numește fisiune nucleară.

Energia eliberată la scindarea unui singur atom este infimă. Cu toate acestea, atunci când nucleul este scindat în condițiile potrivite, sunt eliberați și câțiva neutroni rătăcitori, care pot continua apoi să scindeze mai mulți atomi, eliberând mai multă energie și mai mulți neutroni, provocând o reacție în lanț.

Această reacție în lanț multiplică foarte rapid cantitatea de atomi scindați și cantitatea de energie eliberată. În condițiile potrivite, o cantitate mare de energie poate fi eliberată într-o fracțiune de secundă, rezultând o explozie nucleară.

Poate fi fiecare atom scindat în acest fel?

În teorie, fiecare atom poate fi scindat în acest fel, dar în realitate mărimea contează. Cu cât nucleul este mai mic, cu atât mai multă energie este necesară pentru a scinda atomul. Atomii cu nuclee mai mari pot fi divizați cu mai mult succes

în acest mod.

Fierul este un element foarte stabil. Atomii cu nuclee mai mari decât cele ale fierului sunt în general considerați suficient de mari pentru fisiunea nucleară în acest mod. În realitate, doar câteva elemente sunt folosite efectiv, uraniul este cel mai frecvent utilizat în reactoarele nucleare.

Spicare în două

Când atomul este scindat, el nu se împarte în două jumătăți exacte; uraniul, de exemplu, are 92 de protoni în nucleul său. Un atom de uraniu se scindează în mod obișnuit într-un atom de kripton (36 de protoni) și un atom de bariu (56 de protoni). Acest lucru se numește fisiune binară. În rare ocazii, atomii se pot diviza în trei, se numește fisiune ternară.

Ce se întâmplă cu divizarea unui atom în spațiu?

NASA a creat deja un reactor nuclear care poate funcționa în spațiu. Se spune că acest reactor mic și compact este capabil să creeze suficientă energie (10 kilowați de electricitate) pentru a alimenta mai multe gospodării medii în mod continuu timp de 10 ani.

Deși nu a fost încă testat în spațiu, acest tip de sistem energetic a fost dezvoltat pentru a ne permite să călătorim mai departe în spațiu, mult dincolo de explorările noastre actuale spre Lună.