תהליכים גרעיניים מלאכותיים

תגובת שרשרת גרעינית

כפי שראינו בפרק הקודם, בתהליך ביקוע של גרעין אורניום-235 (שהופך לאורניום-236 אחרי בליעת הניוטרון הפוגע) נשארים שלושה ניוטרונים עודפים. לא תמיד כל שלושת הניוטרונים העודפים נפלטים החוצה. במציאות יתכן ויפלטו החוצה פחות ניוטרונים ואלה שאינם נפלטו יישארו בגרעינים החדשים שנוצרו. מסיבה זו נקבל שבממוצע נפלטים החוצה בתהליך הביקוע רק 2.4 ניוטרונים. זהו עדיין מספר יחסית גבוה של ניוטרונים הנפלטים החוצה בתהליך ביקוע של איזוטופ כבד ויש חשיבות גדולה למספר זה.

אם ניוטרונים עודפים אלו יפגעו וייבלעו בגרעיני אורניום-235 אחרים הם יוכלו לגרום גם להם להתבקע ולפלוט שוב בממוצע 2-3 ניוטרונים נוספים מעצמם. הניוטרונים החדשים שנפלטו מגרעיני האורניום-235 שנפגעו יכולים להיבלע בגרעיני אורניום-235 אחרים נוספים שגם הם ייבקעו וחוזר חלילה.

תגובת שרשרת גרעינית

התהליך שתואר לעיל מתאר תגובת שרשרת גרעינית. תגובת השרשרת מתקבלת רק כאשר תנאי תהליך הביקוע של הגרעין עונים על קריטריונים מסוימים (כמו פליטת מספר גבוה יחסית של ניוטרונים). חומר שביכולתו להשיג תגובת שרשרת נקרא חומר בר-ביקוע או חומר בקיע.

הקריטריונים הנדרשים מתהליך הביקוע של הגרעין על-מנת שהוא יוגדר כבר-ביקוע וישיג תגובת שרשרת גרעינית הם:

1. מספר הניוטרונים המשתחררים בתהליך הביקוע ושהינם בעלי אנרגיה מספקת כדי להיבלע בגרעינים אחרים חייב להיות גבוה
2. ההסתברות שניוטרון הפוגע בגרעין אחר גם יבלע בו צריכה להיות גבוהה
3. ההסתברות שבליעת הניוטרון תגרום לביקועו המיידי של הגרעין צריכה להיות גבוהה

את תגובת השרשרת הגרעינית ניתן לנצל לשחרור האנרגיה הכלואה בקשרי הגרעין – אנרגיית הקשר הגרעיני החזק. שני שימושים ידועים לניצול אנרגיה זו הם פצצת האטום וכור גרעיני. על שניהם נלמד מייד בפרק הבא.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - פיזיקה גרעינית | פיזיקה גרעינית - תהליכים גרעיניים מלאכותיים : ביקוע גרעין האטום | תגובת שרשרת גרעינית | פצצת אטום וכור גרעיני | מיזוג גרעיני | תהליך תרמו-גרעיני בכוכב | סיכום ]