Uran er en tett, metallic radioaktivt grunnstoff . Dette naturlig forekommende element er sjeldne, men mer vanlig enn gull , sølv eller kvikksølv. Uran er den primære kilde til varme i jorden . Det er flere isotoper , eller varianter, av uran. Hver av disse har en litt forskjellig atomvekt . Pure uran inneholder omtrent 99 prosent U -238 , 0,07 U - 235 og spormengder av U -234 . Uran 235 kalles fissilt fordi dens kjerne kan lett deles i en prosess som kalles kjernefysisk fisjon. Den består av 92 protoner og 143 protoner , noe som resulterer i en atomvekt på 235.
Radioaktivitet Versus Fission
Radioaktivitet representerer en spontan frigjøring av energi fra ustabile atomer , slik som U -235 . Når dette skjer, atomene i oppløsning , og brytes ned til lettere atomer. Denne naturlige forfallet er treg og frigjør små mengder energi . Forskere er ikke i stand til å kontrollere denne prosessen , for eksempel påskynde , bremse ned, å starte eller stoppe forfallet . På den annen side , er en prosess hvor fisjons ustabile atomer er delt ved å bombardere dem med nøytroner. Forskere kan kontrollere denne typen reaksjon , som produserer ca 400 ganger så mye energi naturlig forråtnelse .
Fisjonsprosessen
Når et atom av U -235 blir bombardert av et nøytron , atomet absorberer det . Dette skaper nye isotopen U -236 , som er svært sannsynlig å spytte . Når den deler seg , blir de to resulterende atomer kalles fisjonsprodukter . Vanlige fisjonsprodukter er krypton og barium , men også andre muligheter inkluderer strontium , xenon, cesium og jod . Noen av disse er radioaktivt og er en del av atomavfall fra en fisjonsreaksjon . I tillegg til de to nye atomer , blir to eller tre nøytroner også gitt . Disse nøytroner er da i stand til å splitte flere uran atomer , fortsetter fisjonsprosessen og skape en kjedereaksjon .
Chain Reaction
Venstre ukontrollert, denne fisjonskjedereaksjonkan splitte førti quintrillion uran atomer i ett tusendels sekund. Dette er hva som skjer i et kjernefysisk våpen . Som hvert atom deler , er en liten mengde masse tapt. Men denne lille massen representerer en stor mengde energi . Dette forklares med Einsteins formel , der energi er lik masse ganger lysets hastighet squared . I en atomreaktor blir kjedereaksjon holdt i sjakk av kontrollstaver som absorberer noen av nøytroner. Dette reduserer antallet tilgjengelige for å splitte andre uranatomer , og derved begrense kjedereaksjon. Den energien som frigjøres i en fisjonsreaksjon skaper mye varme. I et kjernekraftverk , er denne varmen brukes skape damp, som spinner en generator som produserer elektrisitet.