기본 소개 중국어 이름: 핵분열 원소 mbth: 핵분열 원소 분야: 핵 물리적 요소: 우라늄, 플루토늄, 토륨 정의: 핵분열 반응이 있는 원소 관련 용어: 핵분열 소개, 관련 요소, 핵분열 반응, 관련 배경, 소개 핵분열 요소 간단히 말하면 핵분열 반응이 발생할 수 있는 화학 원소로 주로 토륨 232 가 있다 핵분열 원소는 핵이 쉽게 갈라질지 여부에 따라 두 가지 범주로 나뉜다. 어떤 에너지의 중성자에 의해 폭격을 당할 때, 그 원자핵분열을 일으킬 수 있는 분열성 핵종을 핵분열성 핵종이라고 한다. 핵분열 핵핵의 중성자를 폭격하는 데 사용되는 에너지는 서로 다른 핵분열 반응을 일으킬 수 있다. 쉽게 분열할 수 있는 핵핵핵의 경우 임의의 에너지의 중성자로 폭격하여 분열을 일으킬 수 있다. 실제로 중성자 에너지의 크기 (즉 중성자 속도) 에 따라 중성자는 대략 고속 중성자, 중간 중성자, 열 중성자로 나뉜다. 우라늄은 자연적으로 존재하는 가장 무거운 금속이다. 은백색으로 경도, 밀도, 연성이 좋고 방사능이 강한 등의 특징을 가지고 있습니다. 우라늄은 보통 우라늄과 산소, 산화물 또는 규산염의 결합체에 존재한다. 우라늄 원자력 분열은 대량의 에너지를 방출하여 전기를 생산하고 핵무기를 제조할 수 있다. 토륨은 천연 방사성 금속 원소이다. 우라늄보다 풍부하고 플루토늄 -239 를 생산하지 않기 때문에 원자로의 연료로 사용될 수 있습니다. 산화토륨 (이산화토륨) 은 융점이 가장 높은 물질 중 하나이다 (3300 C). 가열한 후 흰색으로 변하여 가스등을 만드는 전등갓입니다. 원자 서수 90, 원자량 232.038, 융점1755 C, 비등점 4788 C. 텅스텐은 가장 중요한 초우라늄 원소이다. 플루토늄 (원자 서수 94) 은 인공적으로 제조된다. 원자로에서 천연 우라늄은 일련의 핵반응에서 중성자를 흡수한다. 천연 우라늄의 99.3% 를 구성하는 우라늄 동위원소 238 과 달리 가장 중요한 동위원소 (239) 는 핵탄환이나 원자로의 원료로 사용할 수 있는 가연성 물질이다. 플루토늄의 대규모 생산과 우라늄으로부터의 분리는 제 2 차 세계대전 말기에 시작되었다. 첫 번째 플루토늄을 함유한 폭탄은 1945 년 멕시코에서 폭발했다. 고속 중성자 증식 원자로는 에너지를 제공할 뿐만 아니라 과다한 플루토늄도 생산한다. 핵분열 반응 핵분열, 간단히 말하면 중핵분열이 2 ~ 3 개의 중간 질량의 핵으로 분열되어 동시에 대량의 에너지를 방출하고 2 ~ 3 개의 중성자가 방출되는 현상을 동반한다. 핵분열 반응은 중핵이 두 개 이상의 질량이 다른 경핵으로 분열되는 핵반응이다. 자발적인 분열과 유도 분열이 있습니다. 자발적인 분열은 중핵 불안정성의 징후이다. 중핵이 중성자, 전기 입자 또는 광자의 폭격을 받을 때 분열을 유발하는 것은 분열반응이다. 핵탄환은 유도 핵분열 반응의 원리에 근거하여 설계되었다. 분열할 때 방출되는 에너지는 상당히 크며, 1 kg 우라늄 분열은 2000 톤 이상의 석탄을 완전히 태울 때 방출되는 열을 방출한다. 1 우라늄 -235 u-235+n-1= = Kr-89+BA-144+와 같은 분열이 발생할 수 있습니다.
분열은 평균 2.4 개의 중성자를 생성하는데, 에너지는 2 15 MeV 이다. 핵분열이 에너지를 방출하는 것은 원자핵 안의 질량과 에너지가 저장되는 방식이 철과 관련 원소를 핵으로 하기 때문이다. 가장 무거운 원소부터 철까지 에너지 저장 효율은 기본적으로 연속적으로 변한다. 따라서 어떤 중핵이라도 더 가벼운 원자핵 (철까지) 으로 분열할 수 있는 과정은 에너지 관계에서 유익하다. 만약 무거운 원소의 원자핵이 분열되어 비교적 가벼운 원자핵을 형성할 수 있다면, 에너지를 방출할 것이다. 그러나 일단 이러한 무거운 원소의 많은 원자핵이 항성 내부에 형성되면, 그들은 형성될 때 에너지를 입력해야 하지만 (초신성 폭발에서) 매우 안정적이다. 우라늄 -235 와 같은 불안정한 중핵은 자발적으로 분열할 수 있다. 빠르게 움직이는 중성자는 불안정한 원자핵에 부딪힐 때도 분열을 일으킬 수 있다. 핵분열 자체가 분열된 핵에서 중성자를 방출하기 때문에, 충분한 양의 방사성 물질 (예: 우라늄 -235) 이 쌓이면 한 핵의 자발적인 분열이 인근 두 개 이상의 핵의 분열을 일으키고, 각 핵은 적어도 두 개의 다른 핵의 분열을 유발할 수 있기 때문에 이른바 체인형 반응이 발생할 수 있다. 이른바 핵탄 (사실 핵폭탄) 과 발전에 사용되는 원자로 (느린 핵분열 제어) 의 에너지 방출 과정이다.
핵폭탄의 경우 연쇄 반응은 통제되지 않은 분열로 인한 폭발이다. 각 핵의 분열은 여러 개의 인접한 핵의 분열을 일으킬 수 있기 때문이다. 원자로의 경우 반응 속도는 우라늄 (또는 기타 방사성 물질) 에 삽입된 중성자 흡수물질 (일반적으로 흑연과 카드뮴봉) 에 의해 제어되므로 각 핵의 분열은 평균적으로 다른 핵의 분열을 촉발시킨다. 1 킬로그램 우라늄 -235 의 분열은 20,000 메가와트의 에너지 (20 메가와트의 발전소 1000 시간) 를 발생시켜 300 만톤의 석탄을 태운 에너지와 맞먹는다. 핵분열 반응의 결과는 약간의 중간 품질의 분열 파편과 그 쇠퇴 산물을 생산하는 것이다. 많은 가능한 핵분열 패턴이 있는데, 그 중 대부분은 두 개의 핵분열 파편으로 분열된다. (존 F. 케네디, 핵분열, 핵분열, 핵분열, 핵분열, 핵분열) 열중성자가 일으킨 235U 의 분열에 대해 현재 약 30 가지의 다른 핵분열 방식, 즉 약 60 종의 핵분열 파편이 발견됐다. 핵분열 파편의 질량은 대부분 72 ~ 158 사이이다. 거의 모든 분열 파편들은 불안정하며, 일련의 플루토늄과 감쇄를 경험한다. 이런 식으로 최종 핵분열 생성물에는 300 여 종의 서로 다른 핵종의 각종 방사능과 안정적인 핵동위원소가 포함될 수 있다. 핵분열 생성물의 일부 핵종 반감기 또는 방사능이 강하면 운송 및 최종 안전 저장에 일련의 특수한 문제가 발생할 수 있습니다 (방사성 폐기물 처분 참조). 이것은 또한 핵분열 에너지를 사용할 때 반드시 고려해야 할 중요한 문제 중 하나이다. 135Xe 및 149Sm 과 같은 일부 핵분열 생성물은 상당히 큰 열 중성자 흡수 단면을 가지고 있어 원자로의 열 중성자를 흡수하여 원자로의 중성자 균형에 영향을 줍니다. 따라서 이러한 분열산물의 발생, 쇠퇴, 소멸 과정을 자세히 연구해야 한다. 배경 19 세기 말부터 20 세기 초까지 과학자들은 기묘한 원자 세계에 대한 심도 있고 세밀한 연구를 계속하여 많은 위대한 성과를 거두었다. 그들은 전자가 원자보다 작다는 것을 발견했습니다. 원자핵의 존재가 한층 더 발견되었다. 동위원소는 정확한 측정을 통해 결정된다. 핵의 특성 (원자력 부하, 핵질량, 핵부피 등). ) 예비 탐사를 수행했습니다. 19 19 루더퍼드는 인류 역사상 최초의 인공핵반응을 성공적으로 실현하여 핵반응 과정에서 새로운 입자인 양성자를 관측했다. 그 이후로, 사람들은 핵에 양성자가 있다는 것을 알고 있을 뿐만 아니라, 핵반응을 통해 한 원소를 다른 새로운 원소로 바꿀 수 있다. 1932 년 채드웨이크 어린이가 중성자를 발견하자 과학자들은 당시 원자핵 구조에 대한 가설에서 벗어났다. 독일 물리학자 하이젠버그는 원자핵이 양성자와 중성자로 구성된 이론을 제시했다. 이 이론에 따르면 주기율표에 있는 다양한 원소의 핵 구조를 쉽게 해석할 수 있다. 1934 년, Iorio 와 Curie 는 화학분석을 통해 인공방사능의 존재를 정확하게 확인했으며, 이 위대한 발견에서 최초의 인공방사성 핵종을 얻었다. 인공 방사성 핵종의 발견은 핵 구조 이론의 새로운 내용을 부여했다. 그것은 플루토늄, 라듐 등 자연적으로 존재하는 방사성 원소뿐만 아니라 알파 입자와 중성자로 안정 원소를 폭격하여 다양한 인공 방사성 핵종을 생산할 수 있다는 것을 알려준다. 이오리오 퀴리의 이 위대한 발견은 방사성 핵종의 인공 제조를 위한 매우 넓은 전망을 열었다.