Slika 3 Število radioaktivnih jeder se eksponentno zmanjšuje s časom
Slika 1 Emisijski spekter
Slika 2 Absorpcijski spekter
6. 8. JEDRSKI REAKTOR
V jedrskem reaktorju se z verižno reakcijo jeder uranovega izotopa kontrolirano sprošča jedrska energija in se povečini spreminja v toploto. Kot stranski produkt nastajajo različni radioaktivni izotopi in emitirajo se različna sevanja.
CEPITEV JEDER (FISIJA)
Nestabilno jedro se razcepi na srednji težki jedri, ki si povsem naključno razdelita nevtrone in protone prvotnega jedra. (Ob tem se sprostijo še fotoni gama in nekaj nevtronov.)
Spontana cepitec težkih jeder se zgodi redko.
Izotopi, katerih jedra se po absorpciji nevtronov razcepijo, imenujemo cepljivi ali fisijski izotopi.
Jedra se po absorpciji nevtronov močno vzburijo (notranja energija se poveča).
VERIŽNA REAKCIJA
V snovi s fisijskimi jedru nastane verižna reakcija cepljenja fisijskih jeder, ki je lahko nadkritična, kritična ali podkritična.
Nadkritična verižna reakcija:
Pri vsaki cepitvi se sprostita dva nova nevtrona in vsak od njuju sproži nove reakcije. Število cepitev se s časom zelo hitro poveča. Sprosti se ogromne notranje energije (povišanje temperature).
Podkritična verižna reakcija:
Večina nevtronov, sproščenih ob cepitvah, se porazgubi in cepitve se ne morejo nadaljevati.
Kritična verižna reakcija:
Število jeder nastalih nevtronov se s cepitvami v povprečju izenači s številom nevtronov, ki se v enakem času izgubijo. Jedra se cepijo enakomerno, toplota se sprošča enakomerno.
ZGRADBA IN DELOVANJE JEDRSKEGA REAKTORJA
(slika reaktorja: Svet elektronov in atomov, stran 204)
Reaktorska sredica, ki jo obdaja posoda z debelimi jeklenimi stenami, je osrednji del reaktorja z gorivnimi elementi, moderatorjem in kontrolnimi palicami. V njej se cepijo fisijska jedra in sprošča energija.
Gorivni elementi
Gorivni elementi, ki vsebujejo fizijski izotop, so v obliki med seboj povezanih plošč ali palic (te so razporejene v prostorsko mrežo). V njih se cepijo jedra, sproščajo se nevtroni, fotoni gama in toplota.
Moderator
Moderator je lahka snov, v katero so potopljeni gorivni elementi. Njegova naloga je prestreči hitre nevtrone, ki se sproščajo s cepitvami fisijskih jeder v gorivnih elementih in jih upočasnjevati (moderirati). Moderator poveča verjetnost, da bodo nevtroni sprožili nove cepitve.
Kontrolne palice
Kontrolne palice vsebuje izotope, ki zelo absorbirajo nevtrone. Z njimi uravnavamo verižno reakcijo (če postane nadkritična, se palice spustijo globlje v reaktorsko sredico in absorbirajo odvečne nevtrone ter znova vzpostavijo verižno reakcijo.)
Reflektor
Reflektor, ki je narejen iz podobne snovi kot moderator, z vseh strani obdaja reaktorsko sredico. Odbija nevtrone, ki bi drugače pobegnili iz sredice v okolico. Povečuje verjetnost cepitve jedra.
Hladilo
Hladilo teče mimo gorivnih elementov, odnaša toploto, ki se v njih sprošča, in jo oddaja toplotnemu izmenjevalcu. Pri trdnem moderatorju so okrog gorivnih elementov kanali, po katerih se pretaka kadilo.
Zaščitni oklep
Zaščitni oklep varuje okolico pred sevanjem, ki se sprošča v reaktorju. Zadrži nevtrone in fotone gama, da niso nevarni za okolico.
Toplotni izmenjevalec
Toplotni izmenjevalec prestreza toploto, ki jo hladilno prinaša iz reaktorske sredice, in jo oddaja naprej v parno turbino.
Reaktor uporabljamo kot zelo močan izvor sevanja (nevtronov in fotonov gama) za raziskave in za umetno pridobivanje različnih radioaktivnih izotopov.
Jedrska elektrarna ali nuklearka dobiva toploto s cepljenjem fisijskih jeder.
6. 9. ASTRONOMIJA
OSONČJE
- Planet je vesoljsko telo brez lastne svetlobe, ki se giblje okrog Sonca ali kake druge zvezde in odbija svetlobo.
- Satelit je vesoljsko telo brez lastne svetlobe, ki se giblje okrog planeta zaradi njegove privlačnosti.
- Asteroid je majhno, trdno vesoljsko telo v našem osončju, ki kroži okoli Sonca.
- Komet je malo vesoljsko telo Osončja (večinsko sestavljen iz ledu), ki se giblje po zelo sploščenem eliptičnem, paraboličnem ali hiperboličnem tiru okrog Sonca (v bližini Sonca se spremeni v plin).
- Meteorit je kovinsko ali kamnito telo, ki iz medplanetnega prostora pridrvi v ozračje kot svetel meteor, ne zgori povsem in pade na Zemljo.
Razpad γ
OBJEKTI V VESOLJU
- Zvezda je velikanska razbeljena plinska krogla; je svetleče plinasto vesoljsko telo, ki proizvaja energijo zaradi jedrskih reakcij v njeni sredici.
- Zvezdna kopica je skupina zvezd, ki so med seboj dovolj blizu (bliže kot običajne medzvezdne razdalje), da so gravitacijsko vezane.
- Galaksija je orjaška zvezdna skupina spiralne zgradbe s središčnim jedrom. Vsebuje okoli 200 milijard zvezd.
- Jata galaksij je združba galaksij, ki so med seboj težnostno povezane.
- Srednja oddaljenost posameznih planetov od Sonca.
- Ekscentričnost tira je vrednost, ki pove, koliko tir odstopa od popolne krožnice.
- Svetlobno leto je dolžinska enota za merjenje razdalj v vesolju; (300 000km/s v enem letu = 9,5 bilijona km).
- Sonce je središčno telo Osončja. Temperatura fotosfere iz notranjosti do vrha pada od 6000K na 4000K; v kromosferi se temperatura dvigne od 4000K na 50 000K; temepratura na višini 75 000km je okoli milijon K.
Gostota sprejetega Sončevega svetlobnega toka na Zemlji je 1,338kW/m2 (solarna konstanta).
|
