Štiepenie jadra atómu
Jadrové štiepenie je druh jadrovej reakcie. Pri nej sa atóm rozdelí na menšie atómy. Pri niektorých štiepnych reakciách sa uvoľňuje veľké množstvo energie a používajú sa v jadrových zbraniach a jadrových reaktoroch. Jadrové štiepenie objavil v decembri 1938 nemecký jadrový chemik Otto Hahn a jeho asistent Fritz Strassmann v Berlíne.
Atóm je najmenšia častica, ktorá tvorí chemický prvok (napr. vodík, kyslík, horčík). Všetky atómy sú veľmi malé. Atómy sa skladajú z troch zložiek alebo častíc: Protóny, neutróny a elektróny. Protóny a neutróny sú zhromaždené v guľôčke nazývanej jadro, ktorá sa nachádza v strede každého atómu. Elektróny obiehajú okolo jadra v "elektrónovom oblaku". Prvky, ktoré majú veľké jadrá, ako napríklad urán a plutónium, sa môžu štiepiť.
Ak (relatívne) veľmi veľké atómové jadro zasiahne pomaly sa pohybujúci neutrón, niekedy sa stane nestabilným a rozpadne sa na dve jadrá. Keď sa jadro rozpadne (alebo štiepi), uvoľní energiu, väčšinou vo forme gama žiarenia a tepla. Takisto sa z jadra uvoľní niekoľko neutrónov.
Pri niekoľkých izotopoch (atóm s rovnakým počtom protónov, ale rôznym počtom neutrónov) sa pri takomto štiepení môže uvoľniť veľa neutrónov. Ak tieto neutróny dopadnú na iné atómy, spôsobia ich štiepenie. To sa môže opakovať. Nazýva sa to jadrová reťazová reakcia a môže sa pri nej veľmi rýchlo uvoľniť obrovské množstvo energie. Množstvo energie uvoľnenej pri reťazovej jadrovej reakcii sa meria v kilotónoch. Jedna kilotona je rovnaká ako energia tisíc ton TNT (trinitrotoluénu).
V jadrovej bombe sa to musí udiať veľmi rýchlo, aby došlo k veľmi veľkému výbuchu. V jadrovom reaktore sa to musí diať pomaly, aby sa vytvorilo teplo. Teplo sa používa na varenie vody na paru, ktorá otáča parnú turbínu na výrobu elektriny.
Prehrávanie médií Úvodný videoklip o jadrovom štiepení.
Schéma štiepenia jadier znázorňuje neutrón pohltený jadrom uránu, ktoré sa potom stane nestabilným a rozdelí sa na dva nové atómy, pričom sa uvoľní energia a niekoľko ďalších neutrónov.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je jadrové štiepenie?
Odpoveď: Jadrové štiepenie je druh jadrovej reakcie, pri ktorej sa atóm rozpadá na menšie atómy, pričom sa uvoľňuje energia.
Otázka: Kto objavil jadrové štiepenie?
Odpoveď: Jadrové štiepenie objavil v decembri 1938 nemecký jadrový chemik Otto Hahn a jeho asistent Fritz Strassmann v Berlíne.
Otázka: Z čoho sa skladajú atómy?
Odpoveď: Atómy sa skladajú z troch zložiek alebo častíc - protónov, neutrónov a elektrónov. Protóny a neutróny sú zhromaždené v guľôčke nazývanej jadro v strede každého atómu, zatiaľ čo elektróny obiehajú okolo jadra v jeho "elektrónovom oblaku".
Otázka: Ktoré prvky sa dajú štiepiť?
Odpoveď: Prvky, ktoré majú veľké jadrá, ako napríklad urán a plutónium, sa dajú štiepiť.
Otázka: Ako prebieha reťazová reakcia pri štiepení jadier?
Odpoveď: Ak (relatívne) veľmi veľké atómové jadro zasiahne pomaly sa pohybujúci neutrón, niekedy sa stane nestabilným a rozpadne sa na dve jadrá. Keď sa to stane, uvoľní sa energia, ako aj niektoré neutróny z jadra. Ak tieto neutróny potom zasiahnu iné atómy, spôsobia, že sa tiež rozdelia, čo spôsobí reťazovú reakciu, pri ktorej sa môže uvoľniť obrovské množstvo energie.
Otázka: Čo sa meria pri meraní energie uvoľnenej pri výbuchu jadrovej bomby? Odpoveď: Množstvo energie uvoľnenej pri výbuchu jadrovej bomby sa meria v kilotonách; jedna kilotona zodpovedá energii tisíc ton TNT (trinitrotoluénu).
Otázka: Ako sa využíva teplo vznikajúce pri štiepení jadra?
Odpoveď: V jadrovom reaktore musí teplo vznikajúce pri jadrovom štiepení prebiehať pomaly, aby sa vytvorilo teplo, ktoré sa potom použije na varenie vody na paru, ktorá otáča parné turbíny na výrobu elektrickej energie.
