Van különbség a nyers v. dúsított urán radioaktivitása és az atomrobbanás után visszamaradt radioaktivitás között?

Marmint hogy az uran mitol "atomrobban"? Nezz utana a kritikus tomeg fogalmanak.

[link]

"Az atomrobbanás a rendkívül magas hőmérséklet és nyomás közvetlen környezetében lévő anyagokat is radioaktívvá teheti, ezért utána helytől is erősen függően sokféle sugárzás lesz, zömük igen rövid felezési idővel."

Felaktiválásnak hívják a jelenséget, és nem a hőmérséklet és nyomás teszi, hanem a neutronsugárzás. A maghasadás során keletkező, szétrepülő neutronokat az eredetileg stabil atommagok befogják, és így radioaktív izotópok is keletkeznek.

"A dúsított urán egy erős radioaktivitást mutató izotóp, ismert (hosszú) felezési idővel és erős sugárzással."

Hát, nem egészen. A felezési idő és az egységnyi idő alatt kisugárzott energia egymással forditott arányban áll. Ha valaminek pár perc a felezési ideje, az nagyon aktiv, nagyon sok sugárzást bocsát ki rövid idő alatt, de pont ezért gyorsan el is bomlik a leányelemeire, tehát csak rövid ideig nagy az aktivitása. Az urán, a millió, milliárd éves izotópjai valóban nagyon hosszú ideig sugároznak, mert hosszú a felezési idejük. Viszont pont ezért, az egységnyi idő alatt kisugárzott energiamennyisége relative kevés.

Szerintem első körben azt kelle megértened mi a radioaktivitás.

Az nem más, mint a nem stabil atomok természetes bomlása. ( Ez segített? :D )

Nagyon leegyszerűsítve:

Az atommagok protonokból és neutronokból épülnek fel, azt az ezek között fellépő erős kölcsönhatás tartja össze. A protonok között viszont fellép az elektromos taszítás is. Az atommag addig stabil, amíg a két kölcsönhatás kiegyenlíti egymást vagy a vonzás erősebb. A protonok taszítják egymást, a neutronok meg összetartanák őket. Van egy "ideális" proton neutron arány, ami ha megvan akkor az atommag stabilnak nevezhető (egy bizonyos méretig).

Ha csinálunk az izotópokról egy táblázatot, az valahogy így néz ki és itt a középső, kékkel jelzett izotópok a stabilak, ahogy távolodunk a középvonaltól úgy lesznek egyre inkább instabilak az izotópok.

[link]

(ha érdekel itt megtalálod az összes izotópot:

[link] )

Ez a dolog működik egy szintig, ha ezt elérjük akkor az atommag mérete már olyna nagy, hogy ott a magon belül itt-ott lokálisan már nagyobb a taszítás, mint az erős kölcsönhatás így az nem tud stabil maradni. Az utolsó stabil elem a bizmut-209, innen tovább már nincs stabil izotóp, itt már olyan nagyok az atommagok hogy szép lassan maguktól is széthullanak ( bomlással vagy spontán hasadással) és ez lenne a radioaktivitás.

Ami a lényeges különbség: természetes állapotban az urán az inkább bomlik ( lényegtelen hogy ) és átalakul más anyagokká míg végül ólom lesz belőle:

[link]

U238 esetén durván minden 50 millió bomlásból 1 a maghasadás. A maghasadás esetén a bomlási sortól eltérően nem "minimális" átalakuláson esik át az atommag, hanem szétesik kettő darab könnyű, kibocsát némi neutron meg egyéb finomságokat. Viszont a két könnyű mag az szintén nem stabil, nagyon távol esnek a fenti táblázat stabil közerpétől ezért ezek gyorsan tovább bomlanak, majd a leányelemek még tovább és még tovább...

A fő különbség a természetes urán és a bomba között, hogy a természetes uránban 50 millió ( az U235 esetén jóval 1000-szer ritkábban ) bomlás után van egy hasadás, addig az atombombánál az a cél hogy minden egyes urán atom hasadjon és baromi sok energia szabaduljon fel.

A bombákban U235-öt használnak. A természetben 1 molnyi (6x10^23db)U235 fele 700 millió év alatt bomlana el (és minden 700 milliárdodik bomlás helyett lenne 1 hasadás). Ha egy molnyi U235-ből csinálunk két bombát akkor ott mindkét esetben a másodperc töredéke alatt menne végbe 3x10^23-on hasadás. Azért akad eltérés az időskálán. :D

A természetben a ritka spontán hasadásokkal is keletkeznek erősen bomlékony leányelemek, de nagyon sok nagyságrenddel ritkábban, mint egy bomba felrobbantásakor. És ez a lényegi különbség a két eset között. A természetes bomlás során szép sorban keletkeznek a következők:

[link]

Míg bomba esetén - ha kellően nagy a hatásfok - akkor az össze U235 széthasad mindenféle gyorsan és lassabban bomló szemétre, addig a természedben is lezajlik ugyanez csak sokkal sokkal kisebb mértékben.

A robbanás során felszabadul egy rakás nagy energiájú szabad neutron, azokat mármilyen ott lévő anyag be tudja fogni és az is elcsúszik az izotóptáblázatban jobbra és lehet utána már az is radioaktív lesz.