ביקוע גרעיני

מה זה ביקוע גרעיני?

ביקוע גרעיני הוא תגובה גרעינית שבה גרעין האטום מתפצל לשני גרעינים קטנים או יותר, יחד עם שחרור כמות משמעותית של אנרגיה. תהליך זה הוא ההפך מהיתוך גרעיני, שבו גרעינים קטנים יותר מתחברים ויוצרים אחד גדול יותר. תגובות ביקוע גרעיני הן הבסיס להפעלתן של תחנות כוח גרעיניות ומעורבות גם בסוגים מסוימים של נשק גרעיני.

נקודות מפתח לגבי ביקוע גרעיני:

התחלת התגובה:

ביקוע גרעיני מתחיל בדרך כלל על ידי הפצצת גרעין אטום כבד (בדרך כלל אורניום-235 או פלוטוניום-239) בניוטרון. הנייטרון המפציץ נספג בגרעין, מה שגורם לו להיות מאוד לא יציב.

פיצול הגרעין:

ספיגת הנייטרון מובילה לגרעין מורכב ובלתי יציב, אשר לאחר מכן עובר תהליך של ביקוע א-סימטרי, המתפצל לשני גרעינים קטנים או יותר. תהליך זה מלווה בשחרור של נויטרונים נוספים וכמות גדולה של אנרגיה.

שחרור ניוטרונים:

תהליך הביקוע משחרר לעתים קרובות כמה נויטרונים, שיכולים להמשיך וליזום תגובות ביקוע נוספות בגרעינים סמוכים. תגובת שרשרת זו היא היבט מרכזי של ביקוע גרעיני והיא נשלטת בכורים גרעיניים כדי לקיים שחרור קבוע של אנרגיה.

שחרור אנרגיה:

האנרגיה המשתחררת במהלך ביקוע גרעיני מקורה בהמרה של כמות קטנה של מסה לאנרגיה, כפי שמתואר במשוואה המפורסמת של איינשטיין
   
E=mc2 
   
E זה אנרגיה,
   
m הוא מסה, וc היא מהירות האור. כמות האנרגיה המשתחררת היא עצומה בהשוואה לתגובות כימיות.

כורים גרעיניים:

ביקוע גרעיני מנוצל בתחנות כוח גרעיניות לייצור חשמל. תגובות ביקוע מבוקרות נשמרות בכור גרעיני, שבו החום המופק משמש להפקת קיטור, אשר לאחר מכן מניע טורבינות המחוברות לגנראטורים.

נשקים גרעיניים:

תגובות ביקוע גרעיני בלתי מבוקרות הן הבסיס לכוח הנפץ של נשק גרעיני. במקרים אלו, המטרה היא להשיג תגובת שרשרת מהירה ובלתי מבוקרת לשחרור כמות עצומה של אנרגיה.

חומרים בקיעים:

האיזוטופים הנפוצים ביותר המשמשים בתגובות ביקוע גרעיני הם אורניום-235 ופלוטוניום-239. איזוטופים אלו נקראים חומרים בקיעים מכיוון שהם מסוגלים לקיים תגובת שרשרת.

בטיחות גרעינית:

השליטה והבטיחות של תגובות ביקוע גרעיני הן בעלות חשיבות עליונה למניעת תאונות ושחרור קרינה מזיקה. תכונות בטיחות ומנגנוני בקרה שונים מיושמים בתחנות כוח גרעיניות.

לסיכום:

בעוד שביקוע גרעיני מספק מקור חזק לאנרגיה, הוא מלווה גם באתגרים וחששות, כולל פוטנציאל לתאונות גרעיניות, ניהול פסולת רדיואקטיבית וסכנת התפשטות גרעינית. נמשכים מאמצים לשיפור הבטיחות והקיימות של טכנולוגיות כוח גרעיניות.