פצצת אטום ופצצת מימן איך זה עובד? - עמוד 3 - מדע וטכנולוגיה - HWzone פורומים
עבור לתוכן
  • צור חשבון

פצצת אטום ופצצת מימן איך זה עובד?


MasterDK

Recommended Posts

  • תגובות 38
  • נוצר
  • תגובה אחרונה

E=MC^2

אתה יכול ליצור אנרגיה מחומר...

אז אתה אומר בעצם שאחרי הביקוע החומר "נעלם" והופך לאנרגיה, אבל זה לא נכון כי הניוטרונים (שזה כמו פרוטונים רק בלי מטען) והפרוטונים והאלקטרונים גורמים להמשך הביקוע של האטומים האחרים.

ואם אפשר לחומר לאנרגיה. אפשר להפוך אנרגיה לחומר??

אני תמיד חשבתי שבביקוע משתחררת אנרגיה שהייתה כלואה באטום והחזיקה אותו מחובר.

ואפשר הסבר יותר מפורט איך בהיתוך נוצר אנרגיה. מאיפה היא באה??

קישור לתוכן
שתף באתרים אחרים

כל הסבר יותר מסובך מככה וזהו הוא ממש מעל הרמה שלכם (ובקושי ברמה שלי)

אני אנסה בכל זאת...

קודם כל ניישר קו לגבי כמה מושגי יסוד.

גרעין האטום מורכב מפרוטונים ונויטרונים. נוקלואונים זה שם כולל לפרוטונים והנויטרונים המרכיבים את הגרעין (מהמילה Nucleus). מספר המסה של גרעין הוא בעצם מספר הנוקלואנים שמרכיבים אותו (המסה של פרוטון ונויטרון כמעט זהה).

מסה ואנרגיה תמיד קשורים זה בזה לפי אותה משוואה מפורסמת של איינשטיין. לכן בהקשר הזה אפשר להתייחס אליהם כאל אותו הדבר בעצם.

אם רוצים לדעת מהי המסה של גרעין מסוים, אפשר לכאורה לחבר פשוט את מסת הנוקלואנים המרכיבים אותו. אבל התוצאה תמיד תצא גבוהה יותר מהמסה האמיתית של הגרעין. הסיבה לכך היא שאנרגיית הקשר, כלומר האנרגיה שמושקעת כדי להחזיק יחד את הנוקלואנים, תהיה תמיד שלילית. לכן סך כל האנרגיה (כלומר המסה) של הגרעין נמוכה מסך המסות של מרכיביו. אם מפחיתים מסכום המסות של הנוקלאונים את המסה האמיתית של הגרעין, מקבלים בדיוק את אנרגיית הקשר של הגרעין, שכאמור זו האנרגיה שמחזיקה את הנוקלאונים יחד.

נהוג לחלק את אנרגיית הקשר הכוללת של הגרעין במספר הנוקלואונים הכולל שבגרעין. כך מחשבים בעצם את אנרגיית הקשר הממוצעת לכל נוקלאון. אם עושים זאת בצורה מסודרת לכל היסודות שבטבע, מקבלים גרף שנחשב מאוד יסודי בפיסיקה גרעינית, שמציג כאמור את אנרגיית הקשר לנוקלואון כתלות במספר המסה של הגרעין.

הסבר מפורט של כל הסיפור הזה (אבל ברמה קצת גבוהה) נמצא למשל ב:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/nucbin.html

אפשר לראות שם את הגרף שהזכרתי, שנקרא The curve of binding energy. כל חיפוש באינטרנט של המונח הזה יעלה הרבה תוצאות.

הדבר המעניין בגרף הזה הוא שאנרגיית הקשר לנוקלואון עולה עם עליית מספר המסה עבור היסודות הקלים, ומגיעה לשיא ביסוד Fe - ברזל. לאחר מכן יורדת האנרגיה בהדרגה עד ליסודות הכבדים ביותר (ביניהם אורניום ופלוטוניום).

עכשיו נגיע לעניין הביקוע וההיתוך.

כשיסוד כבד כמו אורניום מתבקע לשני יסודות קלים יותר, מספר הנוקלואונים הכולל לא משתנה (כלומר סך מספר הפרוטונים והנויטרונים בגרעינים שהתקבלו שווה למספרם בגרעין המקורי). לעומת זאת, כפי שאפשר להבין מהגרף, אנרגיית הקשר של היסודות שהתקבלו גבוהה יותר (כי בתחום היסודות הכבדים אנרגיית הקשר קטנה עם עליית מספר המסה). מכיוון שאנרגיית הקשר היא שלילית, המשמעות היא שהמסה הכוללת של שני הגרעינים שהתקבלו תהיה קטנה יותר. מכיוון שיש שימור של האנרגיה הכוללת, נפלטת אנרגיה בביקוע אורניום ופלוטוניום (כי כאמור אנרגיית שני הגרעינים שהתקבלו קטנה יותר מאנרגיית הגרעין המקורי).

ביסודות הקלים (כמו מימן והאיזוטופים שלו - דאוטריום וטריטיום), המצב הוא הפוך. אנרגיית הקשר עולה עם עליית מספר המסה. כששני גרעינים מתחברים ליצירת גרעין כבד יותר, אנרגיית הקשר הסופית גבוהה יותר מזו של שני הגרעינים המקוריים. מכיוון שאנרגיית הקשר היא שלילית, מסת הגרעין שהתקבל קטנה יותר מזו של שני הגרעינים המקוריים. שוב יש כאן הפרש של אנרגיות - האנרגיה ההתחלתית גבוהה יותר מהסופית - ולכן חייבת להיפלט אנרגיה בצורה כלשהי.

המסקנה היא שבשני התהליכים - ביקוע של יסוד כבד או היתוך של גרעינים קלים נפלטת אנרגיה.

עוד נקודה שחשוב לציין - מכיוון שלברזל יש את אנרגיית הקשר הגבוהה ביותר, זהו היסוד היציב ביותר. אם ניקח יסוד כבד ונתחיל לנסות לבקע אותו לגרעינים קלים יותר, לעולם לא נוכל לקבל גרעינים קלים יותר מברזל. באותו אופן, אם ניקח יסודות קלים וננסה לחבר אותם לגרעינים כבדים יותר, לעולם לא נוכל לעבור את הברזל. המשמעות היא שאי אפשר לגרום לביקוע של יסוד כבד ואחר כך להיתוך מחדש של התוצרים ו"להרוויח" אנרגיה.

אני מקווה שמי שמסתדר עם ההסבר הזה יבין את הסיפור. בלינק שצירפתי אפשר לראות בדיוק את האנרגיות שנפלטות בתהליכי הביקוע וההיתוך של היסודות ה"מעניינים".

קישור לתוכן
שתף באתרים אחרים

ארכיון

דיון זה הועבר לארכיון ולא ניתן להוסיף בו תגובות חדשות.


×
  • צור חדש...