در فناورى هسته اى، خواه صلح آمیز باشد یا نظامى، ماده بنیادى موردنیاز، اورانیوم است. اورانیوم از معادن زیرزمینى و همچنین حفارى هاى روباز قابل استحصال است. این ماده به رغم آن كه در تمام جهان قابل دستیابى است اما سنگ معدن تغلیظ شده آن به مقدار بسیار كمى قابل دستیابى است.

زمانى كه اتم هاى مشخصى از اورانیوم در یك واكنش زنجیره اى دنباله دار كه به دفعات متعدد تكرار شده، شكافته مى شود، مقادیر متنابهى انرژى آزاد مى شود، به این فرآیند شكافت هسته اى مى گویند. فرآیند شكاف در یك نیروگاه هسته اى به آهستگى و در یك سلاح هسته اى با سرعت بسیار روى مى دهد اما در هر دو حالت باید به دقت كنترل شوند. مناسب ترین حالت اورانیوم براى شكافت هسته اى ایزوتوپ هاى خاصى از اورانیوم 235 (یا پلوتونیوم 239) است. ایزوتوپ ها، اتم هاى یكسان با تعداد نوترون هاى متفاوت هستند. به هرحال اورانیوم 235 به دلیل تمایل باطنى به شكافت در واكنش هاى زنجیرى و تولید انرژى حرارتى به عنوان «ایزوتوپ شكافت» شناخته شده است. هنگامى كه اتم اورانیوم 235 شكافته مى شود دو یا سه نوترون آزاد مى كند این نوترون ها با سایر اتم هاى اورانیوم 235 برخورد كرده و باعث شكاف آنها و تولید نوترون هاى جدید مى شود.براى روى دادن یك واكنش هسته اى به تعداد كافى از اتم هاى اورانیوم 235 براى امكان ادامه یافتن این واكنش ها به صورت زنجیرى و البته خودكار نیازمندیم. این جرم مورد نیاز به عنوان «جرم بحرانى» شناخته مى شود.باید توجه داشت كه هر 1000 اتم طبیعى اورانیوم شامل تنها حدود هفت اتم اورانیوم 235 بوده و 993 اتم دیگر از نوع اورانیوم 238 هستند كه اصولاً كاربردى در فرآیندهاى هسته اى ندارند.

نوشته شده در تاریخ سه شنبه 2 مرداد 1386    | توسط: جواد    | طبقه بندی: فیزیک،     | نظرات()