Physique Question #2700
James Hope (Genre: mâle, Àge: 18 années) de Gloucester sur 8 avril 2005 demande:
J'ai un papier de physique ici (ne pas m'inquiéter ne te demande pas les réponses !) cela indique les dégagements 206MeV de chaque fission U-235 comme ceci :
Fission Fragmens : 166
Photons gamma : 15
antineutrinos : 12
bêtas particules : 8
neutrons : 5
de ceci je vois que seulement 15Mev est vraiment libéré en tant qu'énergie utilisable, les fragments suis évidemment toujours des atomes, les antineutrinos volent juste au loin quelque part, les bêtas particules sont des électrons justes qui obtiendront absorbés quelque part et les neutrons traînent pour lancer plus de fissions. Également je ne vois aucune chaleur étant produite. Ainsi qu'est employé dans des réacteurs nucléaires pour bouillir l'eau ?
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La réponse
[Rédacteur : En fait une quantité énorme de la chaleur est produite pendant que l'énergie cinétique après fission nucléaire se produit.] Les fragments et les betas de fission, étant les particules chargées, sont ralentis dans une distance courte par des interactions électromagnétiques avec des atomes dans le coeur du réacteur (la pièce du réacteur qui contient l'uranium, le modérateur et les barres de commande). Leur énergie cinétique est absorbée par le milieu qu'ils sont dedans et ceci rechauffe les matériaux. Cette chaleur peut être transférée à un liquide réfrigérant par une variété de moyens. Neutrons, étant uncharged, ralentissement par des collisions avec des noyaux dans le noyau, tout comme la dispersion de boules de billard. Elles prennent une plus longue distance au ralentissement, mais elles perdent aussi leur énergie cinétique jusqu'à ce qu'elles se déplacent relativement lentement. Que de l'énergie cinétique perdue est de nouveau absorbée par le coeur du réacteur et les environnements et le chauffe vers le haut. Si le noyau et l'eau environnante sont assez grands, les rayons gamma obtiennent absorbés par une variété de mécanismes. La seule énergie qui s'échappe est mev 12 appartenant aux neutrinos.
En fait, la majeure partie de l'énergie dans la liste est récupérable. Pendant que votre liste montre, la plus grande fraction de l'énergie de fission (environ 80%) est trouvée dans l'énergie cinétique des deux fragments de fission. Puisque les événements de fission se produisent dans un milieu dense (le carburant en uranium), les deux fragments voyagent seulement une fraction d'un millimètre avant qu'ils soient ralentis par des collisions et transfèrent leur énergie cinétique au trellis, qui révèle comme chaleur.
De même, tous les gammas, les betas, et les neutrons libres contribuent au chauffage à l'intérieur du réacteur, généralement dans un mètre ou ainsi de chaque événement de commencement de fission. Dans un réacteur de puissance canadien de l'eau lourde CANDU, la chaleur qui n'est pas perdue à l'armature ou au modérateur est enlevée par le liquide réfrigérant et employée pour soulever la vapeur pour la production d'électricité.
La seule énergie irrémédiable de la fission est que peu de pour cent ont porté au loin par les neutrinos, qui ont une probabilité presque inexistante d'interaction avec la matière. Les Neutrinos coulent hors d'un réacteur nucléaire par les milliards par seconde, passent bien par les bâtiments environnants et la terre lui-même, et se dirigent dehors dans l'espace pour joindre le reste de la matière foncée dans l'univers.
D'où est-ce que tout cette énergie est venue ? Elle a été fermée à clef vers le haut au noyau en uranium original : une boule de 92 charges positives (protons) essayant de se repousser, mais jugé fortement par une « colle » nucléaire ce fonctionne seulement à la proximité étroite (c.-à-d. quand les protons et les neutrons « touchent »). Cette bataille entre la répulsion électrostatique et l'attraction nucléaire est perdue quand un neutron parasite écrit le noyau en uranium et cause l'instabilité. Habituellement le noyau en uranium commence alors à vaciller et secouer, jusqu'à ce que la répulsion électrostatique assure et jette deux moitiés du noyau dans des directions opposées. Toute la masse des deux fragments plus d'autres particules libérées est inférieure cela du noyau en uranium original (plus les neutrons parasites), et la partie absente est ce qui apparaît en tant qu'énergie (la plupart du temps cinétique), par le rapport d'équivalence masse-énergie célèbre d'Einstein.
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