Nuklearna Fisija i Fuzija Jokić Nenad IV-1 startuj prezentaciju

Sadržaj: Fisija izlaz Energija aktivacije i lančana energija Nuklearni reaktori Fuzija (termonuklearne reakcije) Termonuklearne reakcije na Suncu i zvezdama Nuklearno oružije Informacije o prezentaciji

Fisija -1932., engleski fizičar i dobitnik Nobelove nagrade, Džejms Čedvik (sir James Chadwick) je otkrio neutron. Nekoliko godina kasnije, Enrico Fermi i njegovi saradnici su u Rimu otkrili da se bombardovanjem različitih elemenata neutronima stvaraju novi, radioaktivni elementi. -1939., njemački hemičari Oto Han (Otto Hahn) i Friz Štrasman (Fritz Strassman) su neutronima bombardovali rastvore uranijumovih soli. Otkrili su, kasnije, da je nastao barijum. Ova zagonetka je rešena nekliko sedmica kasnije. -Fisija je nuklearni proces u kome se teško jezgro razdvaja na dva manja jezgra. Primer fisije, koji je iskorišten u izradi atomske bombe i koji se još uvijek koristi u nuklearnim reaktorima je: sadržaj referat napred

Fisija 2. strana Nuklearna fisija može da se ostvari dejstvom, obično, neutrona (može i pod dejstvom drugih čestica na jezgra, na primer, torijuma, urana plutonijuma itd., a može da nastane i spontano kod nekih transuranski-elemenata. Novonastala jezgra u procesu nuklearne fisije obično se nazivaju fisioni produkti ili fragmenti. Redni brojevi novonastalih jezgara pripadaju otprilike srednjem delu periodnog sistema hemijskih elemenata, a njihove mase međusobno se odnose kao 2:3. Kriva na slici prikazuje relativni raspored masa (u procentima) novonastalih jezgara pri fisiji uranovog izotopa 92U235 uzrokovanoj sporim (termalnim) neutronima (energije oko 0,03 eU). Skale na koordinatnim osama su logaritamske. sadržaj Kriva pokazuje da relativni broj akata fisije (deoba) jezgra pri kojima se obrazuju dva nova jezgra jednake mase (A~107) iznosi oko 10na-2% dok se u isto vreme formiraju produkti sa masenim brojevima oko 95 i140 (95:140 ~2:3) u oko 70% slučajeva (nekoliko stotina puta veća verovatmoća). nazad napred

Fisija 3. strana sadržaj Produkt koji nastaje ovom reakcijom je samo jedan od mogućih oblika. Fisijom može nastati bilo koja kombinacija lakših jezgara, sve dok zbir protona i neutrona u novonastalim jezgrima ne prelazi broj u početnom jezgru. Kao kod fuzije, velika količina energije se može osloboditi u procesu fisije zato što sabirak masa lakših jezgara (produkata) iznosi manje od mase jezgra koje je nastalo u procesu fisije. Fisija nastaje zbog toga što se u teškim jezgrima nalazi elektorstatičko odbijanje između velikog broja pozitivno naelektrisanih protona. Dva manja jezgra imaju manje unutrašnje odbijanje od jednog većeg jezgra. Tako da, jednom kada veće jezgro bude u stanju da savlada jaku nuklearnu silu, koja ga drži u jednom komadu, može da stupi u proces fisije. Fisija se može razumjeti i kao borba između jake privlačne nuklearne sile i odbojne elektrostatičke sile. U reakciji fisije, pobjeđuje elektrostatičko odbijanje. nazad napred

Fisija 4. strana Fisija je proces koji se u svemiru odvijao milijardama godina. Kao što je već pomenuto, ljudi nisu fisiju koristili samo za proizvodnju atomskih bombi, već i za proizvodnju energije u nuklearnim postrojenjima. Interesantna je činjenica da, iako je čovjek proizveo prvi nuklearni reaktor prije samo 50 godina, proces fisije se odvijao u unutrašnjosti Zemlje u naslagama uranijuma u Zapadnoj Africi, prije dvije milijarde godina. sadržaj nazad napred

Fisija 5.strana Proces fisije jezgra prati izdvajanje relativno velike energije. Naročitu pogodnost sa energetskog aspekta ima i to što se u svakom fisionom događaju oslobode prosečno 2 – 3 neurona, koji u određenim uslovima mogu da održavaju fisioni proces duže vremena. Mogu se izvesti dve mogućnosti ostvarive u nuklearnoj fisiji uranovog izotopa 92U235: 0n1 + 92U235  57La150 + 35B83 + 3* 0n1 0n1 + 92U235  55Cs140 + 37Rb94 + 2* 0n1 Opšti slučaj: 0n1 + 92U235  Z1XA1 + Z2YA2 + (2-3)* 0n1   Energija koja je oslobođena pri fisiji jednog jezgra atoma izotopa urana 92U235 iznosi oko 200 MeV. Prpračun energije koja se izdvaja u procesu jednog fisionog događaja može da se dobije na osnovu poluempirijske formule za energiju veze jezgra. Veći deo te energije odnosi se na kinetičku energiju nastalih jezgra (oko 168 MeV). Ostali deo energije raspoređuje se na neutrone, β-čestice i γ-zračenje koje prati proces fisije. Prilikom fisije jezgra atoma sadržanih u 1g 92U235, izdvaja se energija 8*1010J . Produkti fisije (novonastala jezgra) u većini slučajeva su radioaktivni, a serijskim β-transformacijama i ispuštanjem γ-fotona, oni prelaze u nova, relativno stabilna jezgra. sadržaj nazad napred

Fisija 6.strana U jezgrima atoma hemijskih elemenata koji se nalaze u središnjem delu periodnog sistema broj protona je približno jednak broju neutrona. Međutim teška jezgra su prezasićena neutronima. Odnos broja n/p je 1,6. Iz toga proističu dva zaključka: Prvi produkti fisije (novonastala jezgra) u trenutku obrazovanja (odigravanja fisionog akta) imaju višak neutrona u odnosu na broj protona. Ravnoteža se uspostavlja emisijom β-čestica. Veća koncentracija neutrona u odnosu na koncentraciju protona u jezgrima – produktima fisije dovodi do toga da ona budu radioaktivna.   Nuklearna fisija se obično zapaža kod teških jezgara. Međutim neutroni visokih energija (reda veličine nekoliko stotina MeV) mogu da uzrokuju i fisiju lakših jezgara, mada su to veoma retki slučajevi. sadržaj nazad

Energija aktivacije i lančana energija Jezgro atoma se nalazi u najstabilnijem stanju kada ima sferni oblik. Najmanja deformacija sfernog oblika uzrokuje “oscilovanje oblika” jezgra – naizmenično se širi i nastaje njihova deoba (fisija). Redosled stadijuma faza: sadržaj referat Posle kratkog međustanja dolazi do fisije (deobe) jezgra na dva nova jezgra. Da bi se ostvarila fisija atomskog jezgra, neophodno je utrošiti neku minimalnu energiju, nazvanu energija aktivacije (prag nuklearne fisije). Ako je energija pobuđivanja manja od energije aktivacije, deformacija jezgra ne može dostići kritično stanje. Sve do tog momenta ne može nastati fisija jezgra. Ona se obično ispuštanjem γ-kvanta vraća u osnovno normalno stanje. napred

Energija aktivacije i lančana energija 2.strana Za teška jezgra atoma, tačnije za jezgra koja zauzimaju krejnji deo periodnog sistema hemijskih elemenata, energija aktivacije iznosi 5 – 7 MeV. Vrednost te energije ima isti red veličine kao i specifična energija veze tih jezgara. Prilikom svakog akta nuklearne fisije izdvaja se i relativno velika energija (oko 200 MeV po jezgru atoma urana), ali to je mala količina energije da bi imala neku praktičnu primenu. Praktična upotreba podrazumeva mnogo veće vrednosti energije. Ta energija se može dobiti ako u fisionom procesuistovremeno ili u kratkom intervalu vremena učestvuje veliki broj jezgara atoma hemijskog elementa. Sa tog aspekta povoljna je okolnost što proces fisije prati emisija neutrona. Ovi neutroni mogu imati veliku ulogu i značaj, kad je reč o održavanju, intenzitetu, kontroli i upravljanju fisionim procesom. Pošto interaguju sa susednim jezgrima, oni mogu prouzrokovati deobe novih jezgara, povećavajući tako intenzitet fisionog procesa. Takav buran proces fisije atomskih jezgara naziva se lančana reakcija. sadržaj nazad napred

Energija aktivacije i lančana energija 3.strana U idealnim uslovima, kada bi svi neutroni nastali u fisionom procesu i uzrokovali deobu novih jezgara, tada bi se broj neutrona u svakoj sledećoj generaciji proizvoda lančane reakcije uvećavao po geometrijskoj progresiji. Međutim, u stvarnim okolnostima se to ne dešava. U interakciji neutrona sa jezgrima odvijaju se i drugi procesi. Konačne dimenzije nuklearne supstance i velika prodorna moć neutrona uslovljavaju da mnogi od njih uspevaju da napuste aktivnu sredinu pre nego što izvrše deobu jezgra. Osim toga, deo neutrona absorbuju jezgra atoma raznih primesa koje nisu podložne procesu fisije, tako da se i oni isključuju iz daljeg procesa lančane reakcije. Dakle, u fisionim procesima, postoji multipliciranje neutrona i smanjenje broja neutrona u materijalu u kojem se odvija nuklearna lančana reakcija.   Odnos broja neutrona u jednoj generaciji nuklearne lančane reakcije prema broju neutrona u prethodnoj generaciji, naziva se koeficijent umnožavanja neutrona. Neophodan uslov za odvijanje lančane reakcije je da taj odnos bude veći od jedinice ili jednak jedinici. Kada se dimenzije aktivne supstance smanjuju, povećava se broj neutrona koji je napuštaju (u odnosu na broj neutrona koji nastaje u fisionom procesu), postajući tako izgubljeni za dalje razvijanje lančane reakcije. Broj tih neutrona srazmeran je površini tela, a broj neutrona u jednoj generaciji srazmeran je masi tog tela (zapremini) fisione supstance. Minimalne razmere nuklearne supstance po pravilu sfernog oblika, pri kojima je mogće ostvariti proces lančane reakcije, nazivaju se kritične razmere. sadržaj nazad napred

Energija aktivacije i lančana energija 4.strana Minimalna masa fisione supstance u kojoj je moguće ostvariti proces lančane reakcije, naziva se kritična masa. Zapremina koja odgovara toj masi nuklearnog materijala je tzv. kritična zapremina.   U procesu nuklearne lančane reakcije, s obzirom na to da je reč o velikom broju fisija jezgara, oslobađa se uglavnom u obliku toplote, izuzetno velika energija. Na primer, pri deobi svih jezgara koje sadrži 1g urana izdvaja se energija koja se dobija pri sagorevanju 5 tona uglja ili 3000 litara nafte! Kao nuklearno gorivo u uređajima za dobijanje nuklearne energije (nuklearnim reaktorima) često se upotrebljava prirodni uranov izotop 92U238, koji se raznim tehnološkim postupcima obogaćuje izotopom urana 92U235. Taj uranov izotop nalazi se u veoma malim količinama u prirodnom stanju. Stoga je tehnologija njegovog dobijanja veoma skupa, što znatno otežava i ograničava primenu tog nuklearnog goriva. Osim urana, odnosno njegovih izotopa, kao nuklearno gorivo mogu se koristiti torijum, plutonijum, i dr. ali ni njihova tehnologija izdvajanja, takođe nije jednostavna, ni jeftina. sadržaj nazad

Nuklearni reaktori Nuklearna reakcija je, nažalost, prvo iskorišćena za dobijanje nuklearnog oružja. Tek 1955. godine u Ženevi je odžana prva međunarodna konferencija za miroljubivo korišćenje nuklearne energije. Narednih godina uloženi su posebni napori za razvoj nuklearnih reaktora. Nukearni reaktori su posebni uređaji u kojima se odvijaju kontrolisane nuklearne reakcije. Kao gorivo, u nukleanim reaktorima koriste se uranijumovi izotopi, plutonijum, a ponekad i torijum. Deo energije oslobođene u reakciji, ispoljava se u vidu toplote, koja se može odvoditi iz nuklearnog reaktora i iskoristiti za pokretanje raznih toplotnih mašina (npr. parnih turbina). sadržaj referat napred

Nuklearni reaktori 2. strana Osnovni delovi svakog reaktora su: nuklerno gorivo, moderator (usporivač), upravljačke šipke, reflektor, sistem za hlađenje i zaštitni sistem. Nuklerni reaktori mogu biti homogeni i heterogeni. U homogenim reaktorima nuklearno gorivo se nalazi u obliku rastvora ili praha, a u heterogenim reaktorima u obliku posebnih poluga (šipki). sadržaj Pomoću moderatora smanjuje se energija neutrona koji nastaju u fisionom procesu. Time se povećava njihova efikasnost u izazivanju fisije. Kao usporivač se primjenjuje grafit, deuterijum (u vidu teške vode), jedinjenja berilijuma itd. Reflektori neutrona imaju ulogu da vraćaju neutrone, koji su napustili aktivnu zonu reaktorskog jezgra, tako da oni mogu i dalje uzrokovati fisione procese. Pomoću upravljačkih šipki kontroliše se režim rada reaktora i sprečava pregrejavanje reaktora, usled velike količine toplotne energije oslobođene u toku procesa. Najčešće se koriste šipke napravljene od bora ili kadmijuma. nazad napred

Nuklearni reaktori 3. strana Kao sistem za hlađenje mogu se koristiti obična ili teška voda ili druge supstance, koje imaju veliki toplotni kapacitet. Sistem za hlađenje se postavlja oko jezgra (aktivne zone) nuklearnog reaktora. Prilikom fisije u nuklearnim reaktorima dolazi do oslobađanja γ-zračenja pa je potrebna zaštita. Kao zaštita se obično koristi specijalna vrsta betona ili zaštitni sloj vode. Debljina tih zaštitnih slojeva je takva da u okolinu reaktora ne propušta zračenje koje bi moglo ugroziti ljude oko reaktora. Jedna od najefikasnijih mera je automatizacija i robotizacija rada reaktora. Nuklarna energija, u mirnodopske svrhe, prvi put je bila primjenjena 1954. godine u SSSR-u. Tada je puštena u eksploataciju prva nuklearna elektrana čija je snaga iznosila svega oko 500 kW. sadržaj nazad napred

Nuklearni reaktori 4. strana sadržaj nazad napred

Nuklearni reaktori 5. strana sadržaj nazad

Fuzija (termonuklearne reakcije) Fuzija je nuklearni proces u kome se dva laka jezgra kombinuju da bi se stvorilo jedno, teže jezgro. Primjer fuzije, koji je veoma važan za termonuklearno oružje i u budućnosti za nuklearne reaktore, je reakcija između dva različita vodonikova izotopa da bi se stvorio izotop helijuma: sadržaj Ova reakcija oslobađa količinu energije koja je više od milion puta veća od one koja se dobija običnom hemijskom reakcijom. Takva velika količina energije se u procesu fuzije oslobađa kada se dva laka jezgra spoje. Pri tom spajanju nastaje jezgro čija je masa manja od zbira masa početnih jezgara. Iako je fuzija energetski pogodna reakcija za laka jezgra, ne moze da se desi pod normalnim uslovima na Zemlji jer je potrebna da se utrosi velika kolicina energije. Zbog toga što su oba jezgra, koja ulaze u reakciju, pozitivno naelektrisana, dolazi do jakog elektrostatičkog odbijanja kada se spajaju. Samo kada se veoma jako stisnu jedan blizu drugog, osjeti se uticaj jakih nuklearnih sila, koje mogu da nadjačaju ove elektrostatičke sile i izazovu sjedinjavanje jezgara. referat napred

Fuzija (termonuklearne reakcije) 2. strana Reakcije fuzije se odvijaju već milijardama godina u svemiru. U stvari, reakcije fuzije su izvori energije većine zvijezda, pa tako i našeg Sunca. Naučnici su uspeli da proizvedu reakciju fuzije na Zemlji tek u poslednjih šezdesetak godina. U početku, su se radila istraživanja malih razmjera, u kojima se reakcija fuzije retko dešavala. Međutim, ovi prvi eksperimenti su kasnije doveli do razvoja termonuklearne fuzije (hidrogenska ili termonuklearna bomba). Fuzija je proces koji se dešava na zvezdama, kao što je Sunce. Kad god osetimo toplotu Sunca ili vidimo njegovu svjetlost, mi, ustvari, posmatramo proizvod fuzije. Svi znamo da sav život na Zemlji postoji upravo zato što se pomoću Sunčeve svjetlosti proizvodi hrana i greje Zemlja. Prema tome, može se reći da je fuzija osnova našeg života. sadržaj nazad napred

Fuzija (termonuklearne reakcije) 3 . strana Za ostvarivanje nuklearne fuzije neophodno je da jezgra imaju tako veliku brzinu (energiju) da mogu savladati odbojne elektrčne sile. (Stoga se fuzija jezgara teških elemenata teško može realizovati.) Postoje, u principu, dva osnovna načina ostvarivanja fuzije. Prvi se zasniva na ubrzavanju jezgara pomoću akceleratora, a drugi na obezbeđivanju visokih temperatura (reda veličine iznad 107 K) na kojima jezgra poseduju veoma veliku energiju toplotnog kretanja. Tako velike energije toplotnog kretanja omogućuju savlađivanje odbojnih električnih sila među jezgrima i njihovo spajanje. Ovi nuklearni procesi često se nazivaju termonuklearne reakcije, jer se ostvaruju u uslovima visokih temperatura. Proračuni pokazuju, a ogledi potvrđuju, sledeće: da bi se dva jezgra sa najmanjim rednim brojem fuzionisala, treba da imaju prosečnu energiju toplotnog kretanja oko 0,35 MeV, kojoj odgovara temperatura reda veličine 108 K - 109 K, koja prevazilazi temperaturu centralnih oblasti Sunca (T= 1,3 * 107 K). Takvi nuklearni procesi nazivaju se termalne nuklearne reakcije i vrše se u supstancijama koje se nalaze u plazmenom stanju. Tek u takvim uslovima laka jezgra atoma mogu da savladaju potencijalnu barijeru, uslovljenu elektrostatičkim odbijanjem. Sinteza manjeg broja lakih jezgara može da se odvija i na znatno nižim temperaturama. Usled statističke raspodele čestica po brzinama, kod toplotnog kretanja uvek postoji jedan broj jezgara čija energija znatno prevazilazi srednju vrednost energije tih čestica. Osim toga, veoma je značajno podsetiti se da se jezgra mogu spojiti i preko tunel efekta. Zato se neke termonuklearne reakcije odigravaju, i to veoma intenzivno, i na temperaturama reda 107 K. sadržaj nazad napred

Fuzija (termonuklearne reakcije) 4 . strana U procesu nuklearne fuzije (spajanja) dva laka jezgra u jedno novo jezgro oslobađa se još veća energija po jednom nukleonu nego pri nuklearnoj fisiji, To se može potvrditi primerom obrazovanja helijumovih jezgara sintezom deuterijuma i tricijuma uz oslobađanje neutrona: 1D2 + 1T3  2He4 + 0n1 sadržaj nazad napred

Fuzija (termonuklearne reakcije) 5 . strana sadržaj nazad napred

Fuzija (termonuklearne reakcije) 6 . strana Ukupna energija, oslobođena u ovoj reakciji, iznosi oko 17,6 MeV, odnosno po nukleonu oko 3,5 MeV. Pri fisiji (deobi) jezgra atoma urana izdvaja se ukupna energija oko 200 MeV, što iznosi po nukleonu oko 0,85 MeV, dakle, oko četiri puta manja energija po jednom nukleonu u odnosu na oslobođenu energiju po nukleonu u prethodnom fuzionom procesu. Sa energijskog aspekta, još je povoljnija sinteza jezgara helijuma od četiri protona: 4 * 1p1  2He4 + 2 * 1e0 + 2 * 0v0 Oslobađa se ukupna energija oko 26,8 MeV, ili po nukleonu oko 6,7 MeV, što je približno sedam puta veća energija od energije koja se izdvaja po nukleonu u procesu fisije jezgra urana. sadržaj nazad

Termonuklearne reakcije na suncu i zvezdama Kada se formira zvezda, ona se u početku sastoji iz vodonika i helijuma koji se stvaraju u procesu koji se naziva „Big Bang", proces kojim je stvoren naš kosmos. Vodonikovi izotopi se sudaraju i spajaju u helijumova jezgra. Kasnije, helijumova jezgra se sudaraju i formiraju teže elemente. Fuzija je nuklearna reakcija u kojoj se jezgra kombinuju da bi se stvorila teža jezgra, odnosno jezgra sa većom atomskom masom. To je osnovna reakcija koja pokreće Sunce. Ove reakcije se odvijaju sve dok se ne stvori željezo, jezgro sa najvećom količinom vezane energije. sadržaj referat napred

Termonuklearne reakcije na suncu i zvezdama 2.strana Kada jezgro dostigne masu 60, više se ne odvija fuzija na zvezdi, jer je jezgro energetski nepovoljno za proizvodnju jezgra veće mase. Onda kada se većina jezagra neke zvezde pretvori u željezo, ona se približava kraju svog života. Neke zvezde se skupljaju sve dok ne postanu žar koji se hladi sačinjen od željeza. Međutim, ako je zvezda dovoljno masivna, može da dođe do vrlo jake, blistave reakcije. Zvezda će se iznenada raširiti i proizvesti, za veoma kratko vrijeme, više energije nego što naše Sunce proizvede za vreme svog života. Kada se ovo desi, kažemo da je zvezda postala supernova. Dok je zvezda u fazi supernova, dešavaju se mnoge važne rakcije. Jezgra se ubrzavaju do frekvencija mnogo većih od onih koje se nalaze na zvezdama u procesu fuzije. Sa ovom dodatnom energijom, koja nastaje zbog njihove brzine, jezgra se mogu spajati u elemente koji imaju veću masu od željeza. Ova dodatna energija je potrebna da bi se prešla energetska barijera u procesu stvaranja atoma većih atomskih masa. sadržaj nazad napred

Termonuklearne reakcije na suncu i zvezdama 3.strana Eelementi, ako što su zlato, srebro i olovo, pronađeni na Zemlji su ostaci supernova eksplozije. Izvori željeza, kojeg ima svuda na Zemlji, su nastali direktno iz reakcije supernova i iz mrtvih zvijezda koje su u prošlosti udarale u Zemlju. sadržaj nazad Danas se istražuje proces fuzije sa nadom da ćemo uskoro biti u prilici da kontrolišemo proces fuzije s ciljem da se proizvede tzv. čista, jeftina energija.

Nuklearno oružije Porijeklo i razvoj nuklearnog oružja: Sve je počelo 1869, kada je Henri Bekeler (Henri Becquerel) otkrio radioaktivnost uranijuma. Sledeći korak su napravili Maria i Pjer Kiri (Marie and Pierre Curie) 1902, kada su izolovali radioaktivni element nazvan radijum. Tri godine kasnije je Ajnštajn (Einstein) objavio svoju teoriju relativnosti. Prema ovoj njegovoj teoriji, ako bi smo kako mogli da transformišemo masu u energiju, dobili bi smo velike količine oslobođene energije. Sljedeći veliki korak su napravili Ruterford (Ernest Rutherford) i Bor (Niels Bohr) kada su opisali strukturu atoma. Atom je sastavljen od pozitivno naelektrisanog jezgra i negativno naelektrisanih elektrona. Oni su zaključili da jezgro mora da se prelomi ili da eksplodira da bi se oslobodila velika količina energije. 1934., Enriko Femri (Enrico Fermi), naučnik iz Rima, je rastavio teške atome bombardujući ih neutronima. Međutim, on nije shvatio da je postigao nuklearnu fisiju. Decembra 1938. u Berlinu, Oto Han (Otto Hahn) i Fric Štrasman (Fritz Srassman) su izveli sličan eksperiment i došli do velikog otkrića. Razdvojili su atom i tako proizveli nuklearnu fisiju. Transformisali su masu u energiju - 33 godine posle postavljanja Ajnštajnove teorije. sadržaj referat napred

Nuklearno oružije 2. strana Nuklearno oružje je izgrađeno na principu korištenja nekontrolisane nuklerne, odnosno termonuklearne reakcije, pri kojoj se u malom vremeskom periodu oslobode velike količine energije i radioaktivnih produkata. Tipični predstavnici ove vrste oružja su i sadržaj nuklearna (atomska) bomba termonuklearna (hidrogenska) bomba nazad Budućnost nuklearnog oružija

Nuklearna (atomska) bomba Kao eksploziv nuklearne bombe koriste se izotopi urana 92U235, torijum 90Th232 i plutonijum 94Pu239. Taj eklsploziv najčešće čine dva ili više komada nuklearnog materijala, obično u obliku dve polusfere, koje su prije aktiviranja bombe međusobno razdvojene. Masa svake sfere je manja od kritične mase (oko 20 kg), a zbirna masa je veća od kritične mase. Na taj način se sprečava proces lanačane reakcije sve dok se nuklearna bomba ne aktivira. sadržaj Napad na Hirošimu 6. avgusta 1945. američki avion Enola Gay, ispustio je prvu atomsku bombu na Hirošimu u Japanu. Pri eksploziji je nastradalo preko 140 000 ljudi. 9. avgusta 1945., SAD su ispustile drugu atomsku bombu na japanski grad Nagasaki. Bomba je pala na mesto udaljeno milju od cilja ali je ipak poginulo 75 000 ljudi. nazad napred

Nuklearna (atomska) bomba 2. strana U trenutku aktiviranja bombe dijelovi nuklearnog eksploziva se dovode u kompaktnu cjelinu, pričemu počinje proces nekontrolisane nuklearne reakcije, odnosno eksplozija bombe. Aktiviranje se vršI pomoću obične eksplozivne supstance (upaljača). Ova supstanca se nalazi u specijalnom sudu, izgrađenom od metala velike gustine, čiji zidovi služe i kao reflektor neutrona. sadržaj nazad napred

Nuklearna (atomska) bomba 3. strana sadržaj nazad Test nuklearne bombe trinity napred

Nuklearna (atomska) bomba 4. strana Prilikom eksplozije nuklearne bombe ispoljavaju se tri osnovna dejstva: udarno (mehaničko), toplotno i radioaktivno. Udarno (mehaničko) dejstvo proizvodi talas jako sabijenog vazduha (udarni talas). Udarni talas se kreće radijalno u svim pravcima. Na rastojanjima manjim od jednog kilometra, njegov udar ne mogu da izdrže ni armirano-betonske građevine. Pri udaru živa bića mogu da zadobiju povrede, neposredno (obaranje), posredno (udarom predmeta koji se ruše), itd. Usljed nagle promene vazdušnog pritiska dolazi i do oštećenja čovekovih unutrašnjih organa, potresa mozga, pucanja bubne opne. Toplotno dejstvo je posledica toplotnog zračenja užarene vatrene lopte u kojoj temperatura, u trenutku eksplozije, dostiže nekoliko desetina miliona kelvina. Brzi neutroni i γ-zraci koji se javljaju pri eksploziji, mogu da budu smrtonosni i do nekoliko kilometara od mesta eksplozije. Ništa manje nisu opasna ni naknadna zračenja (α- i β-čestica) koja ostavljaju teške posledice i na mestima na kojima uopšte nema drugih dejstava. sadržaj nazad napred

Nuklearna (atomska) bomba 5. strana sadržaj nazad napred

Nuklearna (atomska) bomba 6. strana sadržaj nazad

Termonuklearna (hidrogenska) bomba Hidrogenska bomba funkcioniše na principu fuzionog procesa, koji je moguć samo pri velikim temperaturama. Struktura termonuklearne bombe izgleda otprilike ovako: u centru se nalazi atomska bomba; okružuje ga omotač koji je, u stvari, jedinjenje litijuma i deutrijuma; oko ovog omotača se nalazi štit, debeli vanjski omotač, najčešće napravljen od materijala koji je podložan procesu fisije, koji drži sve komponente na okupu da bi se dobila moćnija eksplozija. Neutroni iz atomske eksplozije uzrokuju spajanje vodonikovih jezgara i dobijanje helijuma, tricijuma i energije. Eksplozija atomske bombe stvara visoke temperature neophodne za proces fuzije, koji slijedi, (za spajanje deuterijum i tricijuma potrebna je temperatura od 50,000,000o°C a za spajanje tricijuma i tricijuma, 400,000,000o°C). sadržaj nazad napred

Termonuklearna (hidrogenska) bomba 2. strana Kao i druge vrste nuklearnih eksplozija, eksplozija hidrogenske bombe stvara veoma visoke temperature u trenutku eksplozije, blizu svog jezgra. U ovoj zoni, skoro sva materija koja je tu prisutna, ispari i formira gas pod velikim pritiskom. Pri iznenadnom povećanju pritiska, (pritisak je daleko veći od atmosferskog), ovaj gas se širi od centra u obliku jakog udarnog talasa, čija jačina opada kako se udaljava od centra eksplozije. Ovaj talas, koji sadrži većinu oslobođene enrgije, je odgovoran za glavni deo destruktivnog mehaničkog efekta nuklearne eksplozije. Širenje udarnog talasa i njegovi efekti veoma zavise od toga da li se eksplozija desila u vazduhu, pod vodom ili pod zemljom. Da biste bolje shvatili jačinu ove bombe, morate zamisliti sljedeće: jačina svih eksplozija koje su se desile u toku Drugog svjetskog rata, zajedno, iznosi „samo" 2 megatone, što je 20% jačine jedne hidrogenske bombe! sadržaj nazad napred

Termonuklearna (hidrogenska) bomba 3. strana Do sada ni jedna hidrogenska bomba nije iskorišćena u ratne svrhe, ali su, i pored toga, vršena nuklearna testiranja ove vrste bombe. Prva termonuklearna bomba je eksplodirala 1952. u mjestu Eenewetak u SAD-u, druga 1953. u Rusiji. Velika Britanija, Francuska i Kina su takođe vršile nuklearna testiranja, a ovih pet nacija spadaju u, takozvani klub nuklearnih nacija, koje imaju mogućnosti za proizvodnju ove bombe. Tri manje bivše sovjetske države koje su nasledile nuklearni arsenal (Ukraina, Kazahstan i Belorusija) odrekle su se svih bojevih glava, koje su prebačene u Rusiju. Nekoliko drugih država je vršilo testiranja ili tvrde da imaju mogućnost da naprave bombe. Među ovim državama su Indija, Izrael i Pakistan. Južnoafrički aparthejd režim je konstruisao šest nuklearnih bombi koje su kasnije demontirane. sadržaj nazad

Budućnost nuklearnog oružija Budući da reakcija fuzije uglavnom proizvodi neutrone i veoma malo je radioaktivna. Koncept čiste bombe je dao rezultat: mali atomski upaljač, štit koji je manje podložan fisiji i, prema tome, manje radioaktivnih posljedica (radioaktivne prašine). Ovaj napredak bi u bdućnosti mogao da rezultuje neutronskom bombom, koja bi imala minijaturan upaljač i štit koji ne bi bio podložan fisiji; bilo bi eksplozivniog dejstva i kiše smrtonosnih neutrona, ali skoro nikakve radioaktivne prašine; ovo bi, teorijski, izazvalo minimalna oštećenja zgradama i opremi ali bi uništilo većnu živog svijeta. Teorijska kobaltna bomba je radioaktivna "prljava bomba" koja ima omotač od kobalta. Umjesto da izaziva dodatnu eksplozivnu silu, kobalt se pretvara u kobalt-60, čiji je period poluraspada 5,26 godina i koji proizvodi jako gama-zračenje. Period poluraspada kobalta-60 je dug dovoljno da se čestice u letu spuste i obaviju Zemljinu površinu prije nego što dođe do raspada, pri tom čineći nemogućim skrivanje u skloništa. sadržaj nazad

Informacije o prezentaciji Glavni urednik ________________________________________________Jokić Nenad Slike _________________________________________________________Jokić Nenad 2D Animator __________________________________________________Jokić Nenad Izvor podataka (literatura): -Raspopović M. Kapor D. Škrnjar M. – Fizika 4 -WWW (World Wide Web) Korišćeni programi: Microsoft® Power Point 2000 Coffe Shop gif animator Adobe® Photoshop 7 WinMPG Video Convert Winamp 5.02 SPECIJALNO HVALA SVIMA KOJI SU ME PODSTAKLI I PODRŽAVALI DA URADIM OVU PREZENTACIJU za više informacija obratite se na ksix009@yahoo.com © by KSiX computers April 2004. sadržaj