reac ii nucleare -...
TRANSCRIPT
![Page 1: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/1.jpg)
REACŢII NUCLEAREFISIUNEA ŞI FUZIUNEA
NUCLEARĂ
prof. Elena Năstase
![Page 2: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/2.jpg)
• Dacă admitem modelul de atom propus de Rutherford şi apoi de Bohr, nucleul este format din protoni şi neutroni.
• Pe măsură ce înaintăm în sistemul periodic şi nr. de protoni creşte, forţele de respingere dintre protoni devin mai puternice şi nucleul tinde să se scindeze. Aşa explicăm faptul că în natură găsim elemente până la 92U. Elementele cu Z>92 sunt instabile şi se obţin doar în laborator.
• Elementele aflate dincolo de 92U se numesc transuraniene: 93Np, 94Pu, 95Am, 96Cm, 97Bk, 98Cf, 99Es, 100Fm, 101Md, 102No ş.a. Sunt artificiale.
![Page 3: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/4.jpg)
• Astfel, unele nuclee au proprietatea de a emite în mod spontan radiaţii şi de a deveni mai stabile.
• Fenomenul se numeşte radioactivitateradioactivitate şi a fost descoperit din întâmplare în anul 1896 de H.Becquerel la o sare de uraniu.
![Page 5: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/5.jpg)
• 1939 este anul naşterii energiei nucleare, anul în care germanii Otto Hahn şi Fritz Strassmann au descoperit fisiunea uraniului. Au primit premiul Nobel pentru descoperirea lor în anul 1945.
23592U + 10 n → 145
56 Ba + 8836 Kr + 3 1o n +energie
• În reacţie, Z şi A se conservă (rămân constante)
![Page 6: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/6.jpg)
URANIUL
• îi vine numele de la planeta Uranus
• descoperit în 1789• se găseşte în pehblendă (UO2=oxid de uraniu=negru ca
smoala)• alb-argintiu• densitatea=19 050Kg/m3
• Temp. de topire = 1405ºC• Temp. de fierbere = 4200ºC
![Page 7: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/7.jpg)
are 3 izotopi(în procente se dau abundenţele) • 238U - 99,28%• 235U - 0,71% ; • 234U - 0,0054%.Dintre cei 3 izotopi, doar 235 este fisionabil, dar el
se găseşte în cantitate mică: într-o tonă de uraniu natural, doar 7,1 kg este 235, restul este 238 care nu este fisionabil.
![Page 8: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/8.jpg)
• Ca material fisionabil se foloseşte uraniul natural îmbogăţit cu izotopul 235U
• 235U se obţine greu din 238U prin difuzii repetate printr-un perete poros
• La fisiunea unui Kg de 235U se obţine 2,34·107Kwh, cât s-ar obţine din 2000t petrol
![Page 9: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/9.jpg)
UraniulName: uranium• Symbol: U • Atomic number: 92 • Atomic weight: 238.02891• Group name: Actinoid• Period number: 7 (actinoid)• Standard state: solid at 298 K • Colour: metallic grey • Classification: Metallic • structura: cubică• Availability:• configuraţie electronică
![Page 10: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/10.jpg)
Fisiunea Uraniului
![Page 11: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/11.jpg)
Tipuri de fisiuni ale U235
![Page 12: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/12.jpg)
Plutoniul 23494Pu,
alt material fisionabil• primul reactor
nuclear a fost construit la Chicago sub îndrumarea lui Enrico Fermi sub terenul de fotbal al Universităţii Chicago(la 2 dec.1942-prima demonstraţie)
• este element transuranian• se obţine din uraniu în timpul
fisiunii acestuia
![Page 13: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/13.jpg)
Obţinerea plutoniului
![Page 14: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/14.jpg)
Fisiunea Pu: -spontană - stimulată
![Page 15: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/15.jpg)
Prin descoperirea fisiunii şi fuziunii nucleare s-a realizat
visul alchimiştilor de a obţine un element chimic
din alt element, implicit de a obţine aur din
ale metale
![Page 16: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/18.jpg)
Transport de deşeuri radioactive
• s
![Page 19: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/19.jpg)
T1/2
• În stare naturală, uraniul se găseşte preponderentsub forma izotopului uraniu 238 (99.275%), respectiva izotopilor uraniu 235 (0.711%) şi a unei cantităţifoarte reduse de uraniu 234 (0.0058%).
• Această proporţie din natură se datoreazǎ timpului de înjumătăţire al celor trei izotopi:
• - uraniu 238 - 4,47 miliarde de ani• - uraniu 235 - 704 milioane de ani. • Această particularitate pentru U-238 a făcut posibilă
o estimare a vârstei Pământului – aprox. 4,5 miliarde de ani.
![Page 20: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/20.jpg)
seria uraniului
![Page 21: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/22.jpg)
seria Thoriului
![Page 23: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/23.jpg)
radionuclizi naturali cu T1/2mare
![Page 24: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/25.jpg)
FUZIUNEA nuclearăconstă în
contopirea a 2 nuclee uşoare
pentru a forma unul mai greu.
Procesul e însoţit de eliberare de
energie.
![Page 26: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/26.jpg)
• H uşor = 1H = p
•Deuteriu = 2H
•Tritiu = 3H
![Page 27: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/27.jpg)
FISIUNEA �I FUZIUNEA NUCLEARĂ
![Page 28: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/28.jpg)
Soarele
• SoareleSoarele
![Page 29: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/29.jpg)
nucleosinteza, reacţii în Soare
![Page 30: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/30.jpg)
La fuziunea completă a unui Kg de amestec de deuteriu şi tritiu se obţine o energie de 9·104 Mwh
• La transformarea unui gram de hidrogen în heliu se obţine o energie echivalentă cu cea obţinută din 15 tone de benzină
• Această reacţie are nevoie de o temperatură iniţială de 108 K (plasmă) pentru a începe, de aceea ea nu este pe deplin productibilă pe scară mare (ÎNCĂ!)
+ 4,0 MeV
+ 17,5 Mev
![Page 31: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/31.jpg)
• Compoziţie: Hidrogenul 74%
heliul 25%
restul = alte elemente mai grele.
• Într-o secundă Soarele expulzează în spaţiu 4-5 miliarde de tone de materie, din care pe Pământ ajung doar aprox 5 Kg.
• Cea mai abundentă radiaţie este cea luminoasă şi cea ultravioletă,dar şi raze X şi γ, unde radio şi fluxuri de ioni şi electroni
![Page 32: REAC II NUCLEARE - euinvat.bluepink.roeuinvat.bluepink.ro/wp-content/uploads/2011/08/reactii_nucleare.pdf · Tipuri de fisiuni ale U235. Plutoniul 234 94 Pu, alt material fisionabil](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022041413/5e192c7e51b8024aa158ce0f/html5/thumbnails/32.jpg)