Bomba berthamore me Uranium dhe Hidrogjen.

Punoi:Dea KlosiDajana Dizdari

Eno IsarajErmela Cakri

Flavia MartuziIna LevanajIris Skifteri

Permbajtja e projektit:• Silde 7,8,9Ermela

• Slide 4,5,15Dajana

• Slide 16,17Dea

• Slide 10,11,20Ina

• Slide 18,19Iris

• 14,20Flavia

• 3Eno

Cfare jane reaksionet berthamore?

• Reaksioni berthamor eshte nje ndryshim i nje ose disa berthamave atomike, qe pasohet me krijimin e elementeve atomike te ndryshem nga elementet fillestare qe kane hyre ne reaksion. Reaksionet berthamore jane dy llojesh: reaksione bashkimi dhe reaksione ndarje.Gjate ndarjes, nje berthame e nje elementi te rende (si uraniumi) shperbehet pas goditjes me nje neutron qe crregullon ciklin e brendshem te saj, ne berthama me te lehta, dhe clirohen dy ose tre neutrone, fotone, energji dhe rreze gama.Neutronet e cliruara, te cilat kane fituar nje fare shpejtesie dhe energjie kinetike nga reaksioni, shkojne e godasin berthamat e atomeve te tjera, te cilat do te shperbehen ne dy berthama te reja dhe do te clirojne po ashtu energji, fotone, rreze gama, dhe neutrone te tjera. Fillon keshtu nje reaksion zinxhir qe do te shperbeje te gjithe berthamat atomike te dhe do te cliroje nje sasi te madhe energjie.

• Bashkimi ka te beje me faktin se dy ose me shume berthama te lehta mund te bashkohen per te formuar nje berthame me te rende. Ky eshte procesi baze qe mban ndezur yjet, ku ne rastin me te shpeshte, kater protone bashkohen per te formuar nje berthame heliumi (2 protone, 2 neutrone) dhe disa therrmija te tjera. Fale ketij procesi yjet mund te kundershtojne terheqjen e brendshme qe u ben forca gravitacionale, dhe te evitojne te “zhyten” ne vetvete.

Cfare eshte bomba berthamore?

• Bombat atomike ose ndryshe edhe ‘’bombat nukleare’’ janë armë bërthamore, fuqia e të cilave rrjedh nga proceset e ndërlikuara fizike që shpjegohen në bazë të parimit të fuzionit dhe difuzionit. Së bashku me bombat kimike dhe ato biologjike, bomba bërthamore renditet në kategorinë e armëve të shkatërrimit masiv ABC. Ndërtimi i bombës atomike, futja e saj në përdorim si dhe futja e saj në arsenalin e armatave të disa shteteve ka shkaktuar një kthesë të madhe të historisë së njerizimit.

Ndertimi I bombes atomike

• Bazë e ndërtimit të bombës atomike është shpartallimi i grimcave nga masa tejet kritike e Uranit 235 ose e Plutonit 239, e futur në një hapësirë me vëllim të vogël. Gjatë shpartallimit të grimcave nga masa paraqitet një zinxhir i reaksioneve, ku gjithnjë e më shumë neutrone hyjnë në proces.Tek bomba që funksionojnë sipas parimit të fuzionit, nëpërmjet një mekanizmi bëhet presion në brendi të bombës. Ky presion shkakton rritjen e temperaturës brenda hapësirës ku gjendet materia radioaktive, grimcat e së cilës materie nëpërmjet të ashtuquajturin reaksioni i fuzionit duke u shpartalluar shkaktojnë rritjen e më tejshme të shtypjes përbrenda bombës dhe pas arritjes së një pike ekstreme bomba dhe i gjithë materia që gjendet në të eksplodojnë.

Cfare eshte bomba berthamore me H?

• Bomba me hidrogjen eshte nje arme energjia e se ciles rrjedh nga bashkmi i izotopeve te hidrogjenit.Kjo bombe funksionon si pasoje e bashkiimit te elementeve te lehta duke I bere ato te renda.Kjo bombe njihet edhe si termoberthamore per shakak te temperaturave te larta qe ajo kerkon per te filluar bashkimin.

Historiku i bomes me H

• Pas suksesit te bomes atomike ne shtetet e bashkuara lindi ideja per te ndertuar nje bombe te re e cila do ishte bomba me hidrogjen.Ne kete bombe deuteri dhe tritiumi (2 izotope te hidrogjenit) bashkohen me heliumin duke cliruar energji.Edward Teller ishte nje nga fizikantet qe solli idene per kete super bombe.Shume shkencetare te tjere e kundershtuan krijimin e kesaj bombe.Ato shpreheshin se per sa kohe nuk egzistonin nje limit mbi demet qe kjo bombe mund te krijonte atehere kjo ishte nje rrezik I madh per njerezimin.Gjate kohes qe lufta e ftohte po vazhonte Edward Teller bashke me nje grup shkencetaresh vazhdonin per punimin e kesaj bombe me perkrahjen e presidentit amerikan Harry Truman.Pas prodhimit kjo bombe u testua nga amerikanet ne Oqeanin Paqesor ne 1952 .Kjo bombe I dha perparesi SHBA nga bashkimi sovjetik sepse ishte 1000 here me e fuqishme se armet e tjera te prodhuara deri ne ate kohe.

• Per momentin, shkencetaret nuk kane arritur akoma te prodhojne nje fuzion te kontrollueshem.Per kete arsye fuzioni berthamor perdoret vetem nen aspektin ushtarak per te ndertuar arme si bomba me hidrogjen (Bomba H). Duke qene se sasia e hidrogjenit qe sherben si lende e pare per kete reaksion eshte praktikisht e palimituar ne toke, dhe se fuzioni cliron rreth 5-7 here me shume energji se fisioni, kontrolli i kesaj energjie do te na lejonte te zgjidhnim perfundimisht problemin e energjise per planetin tone.

Energjia e cliruara gjate fuzionit te 1 gram hidrogjen (deuterium + tritium) eshte e barabarte me energjine e cliruar nga djegia e 10 ton nafte.

• Struktura supozueshme e një bombe termobërthamore është si vijon:në qendër të saj është një bombë atomike, përreth është një shtresë litiumi deuteride (nje perberje prej litiumi dhe deuterium ,izotop i hidrogjenit me numër mase 2); rreth tij është një ngacmues ,një shtresë të trashë e jashtme, shpesh e materialit te zbërthyeshëm,që mban përmbajtjen së bashku në mënyrë që të marri një shpërthim të madh. Neutronet nga shpërthimi atomik shkaktojne ndarjen e llitiumit ne helium dhe tritium(isotop I hidrogjenit me mase 3)dhe energji.

• Shperthimi atonic gjithashtu ndihmon ne temperaturat qe duhen per shkrirjen e deuteriumit me tritium dhe te tritiumit me tritium(respektivisht 50,000,000°C dhe 400,000,000°C ) .Prodhohen mjaftueshem neutron qe sherbejne per shkrirjet e tjera ne siperfaqe dhe per te cliruar energji t me tejshme

• Bomba termonukleare bazohet në eksplozimin që ndodh për shkak të fuzionit bërthamorë të bërthamave të lehta. Për të arritur te fuzioni i bërthama të deuteriumit me ç’rast lirohet një energji e madhe duhet arritur temperatura të larta deri në disa miliona kelvin. Për këtë arsye ky process quhet reaksion termonuklear. Si lëndë djegse termonukleare merren izotopet e hidrogjenit, deuteriumit dhe triciumit dhe vendosen rreth shkrepsësbombës nukleare.Nëse duhet të arrihet fuqi më e madhe shkatrruse përrreth eksplozivit termonuklear, si mbështjellës vihet urani. Bomba hidrogjenore bazohet ne eksplozimin që ndodh për shkak të fuzionit bërthamor të bërthamës të hidrogjenit. Bomba hidrogjenore është njëmijë herë më e fuqishme se bomba atomike. Deri tani nuk janë përdorur bombat hidrogjenore përveç testimit të parë më 1 Nëntor 1952 nën ujin e oqeanit paqësor për shkak të rrezikut të shkatërrimit. Bomba hidrogjenore më e thjeshta mund të ketë fuqinë deri në 10 megaton. Efektet e armëve bërthamore vëzhgohen me kujdes qe pas bombardimeve në Japoni, pasi që kanë efekte tejet të dëmshme për njerzimin si: rrezatim radioaktiv, mbeturinat radioaktive,efektet klimatike, dëmtimet natyrore etj etj…

• Bomba e parë termobërthamore u shpërthye në vitin 1952 në Enewetak nga Shtetet e Bashkuara, e dyta në vitin 1953 nga Rusia(atëherë BRSS). Britania e Madhe, Franca dhe Kina kanëshpërthyer edhe bomba termobërthamor, dhe këto pesë kombe përbëjnë te ashtu quajturen klubi I kombeve berthamore që kanë aftësinë për të prodhuar armë bërthamore dhe të pranojnë për mbajtjen e një inventar të tyre. Të tre shtetet sovjetike që trashëguan arsenalet bërthamore (Ukraina, Kazakistani, Bjellorusiadhe) hoqen dorë nga të gjitha kokat luftarake bërthamore, të cilat janë vendosur në Rusi.

• Disa vende të tjera ose kanë testuar pajisjet termobërthamore ose pretendojnë të kenë aftësinë për ti prodhuar ato, por zyrtarisht pohojnë se nuk e mbajnë rezerva të armëve të tilla, ndërkëto janë India, Izraeli, dhe Pakistani. Regjimi i Afrikës së Jugut aparteidi ndërtoi gjashtë bomba bërthamore, por i çmontuan ato më vonë..

• Gjysmë-jeta e Co-60 është kohë e mjaftueshme në mënyrë që grimcat ajrore do të vendosen dhe do te mbulojne sipërfaqen e tokës para se prishja e rëndësishme te kete ndodhur, duke e bërë atë praktik e për tu fshehur . Kjo bëri që fizikani Leo Szilárd ta thërrasë atë një "pajisje gjyqi" meqenese ishte e afte qe te shakterronte jetesen ne toke.

• Ashtu si llojet e tjera të shpërthimit bërthamor, shpërthimi i një bombeme hidrogjen krijon një zonë jashtëzakonisht të nxehtë pranë qendrës së saj. Në këtë zonë, për shkak të temperaturës së lartë, pothuajse të gjitha lendet e pranishme avullojne për të formuar një gazme presion jashtëzakonisht të lartë.

Cfare eshte bomba me U?

• Gjate reaksioneve berthamore te fisionit nje atom uraniumi U235 goditet nga nje neutron, dhe shperbehet ne atome Kriptoni dhe Bariumi duke cliruar edhe energji (shih rubriken perkatese). Nje pjese e energjise se perftuar rrit temperaturen e ujit duke e kthyer ne avull qe do te sherbeje per te vene ne levizje turbinat, ndersa pjesa tjeter perhapet ne forme valesh. Duke perdorur clirimin e energjise nga atomet e uraniumit-235 nje bombe shperthyese mud te behet thjesht duke pozicionuar 2 masa te U-235.Ne kete menyre ato do te detyrohen te bashkohen duke formuar nje mase kritike te shpejte te pakontrolluar.

Historiku I bombes me Uranium

• Ne janar te vitit 1939 ekipi gjerman i kerkimit i Otto Hahn dhe Fritz Strassman arriten me suksese te ndanin atomin uranium per here te pare.Ata identifikuan nje nga produktet e ndarjes si elementi barium numer 56.Por ishte Lise Meinter, ne kolege e meparshme e profesorit Hahn, e cila me nipin e saj Otto Frisch, arriten te kuptoni rendesin e madhe te zbulimit.Uraniumi ka 92 protone.Kur uranium ndahet shpjegon Dr. Meitner, bariumi formohet. Bariumi ka 56 protone dhe kjo e le 36 protone fragmetin tjeter.Dhe elementi me numer 36 eshte kripton.Por uraniumi ka nje mase te konsiderueshme me te madhe se ajo e bariumit dhe e kriptonit te kombinuara se bashku.Nese uraniumi copetohet ne barium dhe kripton kjo do te thote clirimin e nje energjie jashtezakonisht te madhe te cliruar nga shnderrimi i mases se ngelur pas ndarjes.Dr Meinter shkoi te takonte Niels Bohr i cili sapo po largohej nga Kopenhagen per te shkuar ne SHBA.Ajo i tregoi atij zhvillmet e eksperimentit te Profesorit Hahn dhe Strassman dhe konkluzionin dhe domethenien e saj lidhur me ceshtjen.Bohr e dergoi lajmin ne Amerike dhe shkenctaret amerikane filluan te punonin per te konfirmuar rezultatet.Qekur numri i sakte i protoneve dhe neutroneve si ne barium dhe uranium eshte njohur, fizikani italin Enrico Fermi i cili kishte mberritur ne Amerike vetem disa muaj perpara arsyetoi se disa neutrone ishin mbyllur te ngadalesuar ne menyre automatike ne proces.Nese kjo do te ishte ceshtja perse ato neutron do te mbaheshin nga lirimi dhe do te perdoreshin per te shkaktuar copetim berthamor?Te pakten ne teori u konkludua se nese atome uraniumi te mjaftueshme jane prezente dhe mjaftushem neutron jane te disponushme arrihet nje pike ku neutronet e nje coptimi do te shkaktojne te pakten edhe nje copetim tjeter.Ky quhet nje reaksion zinxhir.Eshte nje proces vete mbeshtetje e coptimi te vazhdueshem.Sasia e uraniumit e cila duhet te mblidhej sebashku per te shkaktuar kete reaksion quhej nje mase e rrezikshme(kritike).Por kjo ishte e gjitha ne teori.

• Uraniumi është përdorur ne armët atomike dhe në impiantet bërthamore, sepse është një element radioaktiv. Atomet e një elementi radioaktiv prishen gjatë një periudhe kohore, duke humbur grimca nga bërthama e tyre dhe lëshimin e energjisë.

Normalisht, kjo shkaterrim ndodh në vetëm pak atome të uraniumit në një kohë. Por në një bombë atomike, atomet prishen shumë shpejt, duke liruar sasi të mëdha të energjisë të gjitha përnjëherë.

Atomet e uraniumit prishen brenda një bombe atomike, sepse ata janë goditur me grimca bërthamore të quajtura neutrone. Kur një neutron godet bërthamën e një atomi uraniumi, ai shkakton bërthamë të ndarë veç e veç.

Kjo cliron energji dhe dërgon grimca nga atomi i uraniumit te cilat perplasen në atome të tjera, te cila tmë pas ndahen , duke dërguar më shumë energji dhe kështu me radhë. Ky proces quhet nje reagim zinxhir.

Pasi reaksioni zinxhir fillon brenda bombes atomike te uraniumit , shkon deri te shumica e atomeve qe jane ndare. Kjo ndodh ne gjysmen e kohes, në mënyrë që energjia e gjithe uraniumit te jete llëshuar në të njëjtën kohë.

Pse perdore U ne bombat atomike?

Ndarja e Uraniumit 235

• Në një nga fenomenet më të shquar në natyrë, një neutron i ngadalshëm mund të jetë ikapur nga bërthama e një uraniumit-235 , duke e bërë të paqëndrueshme drejt ndarjes bërthamore. Një neutron I shpejtë nuk do të kapet, kështu që neutronet duhet të ngadalësohet nga ndermjetesa për të rritur probabilitetin e tyre të kapjes në reaktorët e zbërthimit. Një ndarje e vetme mund të japë mbi 200 milionë herë energjisë me te madhe se ajo qe shkakton neutron.

Bomba atomike është sasia e madhe e energjisë e cila lirohet për një interval të shkurt të kohës dhe në një hapësirë të vogël. Bazohet në fisionin e pakontrolluar të bërthamave të elementeve të rënda si uranit 92U235 dhe plutoniumit 94Pu239(duhet të kemi në dimenzione më të mëdha se madhësi kritike) që hyjnë në rradhën e eksplodimeve fisionale.

Cfare eshte pasurimi i Uraniumit?

• Pasurimi i uraniumit eshte nje proces qe ka si qellim te shtoje numrin e izotopeve U235 ne nje kallep uraniumi. Uraniumi i gjendur ne natyre permban rreth 0,7% izotope U235. Ne menyre qe nje sasi uraniumi te jete e u235perdorshme per qellimi civile ose ushtarake duhet qe dendesia e ketyre izotopeve te jete nga 0,9-85% sipas llojit te perdorimit. Keshtu, disa centrale berthamore perdorin uranium te pasuruar ne nivelet 0,9-2%, nendeteset ushtarake me motor berthamor perdorin uranium ne nivele pasurimi 50-90%(figure), Little Boy, bomba e hedhur ne Hiroshima, permbante 50 kg uranium te pasuruar ne nivel 89%, dhe 14 kg ne nivel 50%, per nje mesatare prej 80% U235/ kg uranium.Pasurimi eshte nje proces jo- njetrajtesisht i komplikuar. Keshtu eshte shume me e veshtire te kalohet nga 0,7% ne 4% sesa te kalohet nga 4% ne 80%. Prej nga mundesia e cdo vendi qe pasuron uraniumin per qellime civile te kaloje ne perdorime ushtarake, dhe shqetesimi nderkombetar per procesin e pasurimit te uraniumit ne Iran. (Sipas te dhenave Irani eshte ne gjendje per momentin te pasuroje uranium deri ne 3,5%)

• Ne menyre qe nje reaksion berthamor fisioni te ndodhe, nevojitet qe atomet e uraniumit te goditen nga neutrone dhe te shperbehen duke leshuar neutrone te tjere dhe energji (shih rubriken perkatese). Qe ky reaksion te kthehet ne nje reaksion zinxhir, pra te prodhohet vazhdimisht energji, nevojitet qe atomet qe goditen te shperbehen dhe te leshojne neutrone te tjere dhe energji. U238, atomet e uraniumit te ndodhur me me shumice ne natyre, nuk jane te ashtuquajtura “fisionuese” ose “fisile”, qe do te thote se ne qofte se goditen nga nje neutron nuk shperbehen (pervec rasteve kur goditen nga neutrone me shpejtesi shume te madhe) por kthehen ne U239 ‘izitop’ i paqendrueshem i cili kthehet menjehere ne Neptunium 239. Vetem atomet e U235 shperbehen gjate goditjes se nje neutroni duke formuar Kriptium (Kr92) dhe Barium (Ba141) dhe duke cliruar edhe 2-3 (mesatarisht 2,4) neutrone te tjere qe do te shkojne te godasin atome te tjere U235.Ne qofte se sasia e U235 eshte me e vogel se 0,9% atehere neutronet e cliruara do te “gelltiten” nga U238 dhe reaksioni zinxhir nuk do te zhvillohet. Thuhet se masa e U235 ishte nen masen kritike. Ne rast te kundert probabiliteti qe neutronet te godasin atome te tjera U235 dhe te mos “gelltiten” nga U238 rritet se tepermi, dhe ndodh reaksioni zinxhir, qe eshte i kontrolluar ne centralet berthamore, dhe qe shkon deri ne fund ne bombat nukleare. Ne kete rast thuhet se masa e U235 ishte mbi masen kritike.