Fission - Föreläsningsanteckningar

Introduktion

• Ämne: Atomkärnfysik
• Fokus: Fission
• Kontext: Kärnkraftverk och atombomber
• Huvudpoäng: Fission frigör mycket energi.

Atomkärnans Struktur

• Exempel: Uran-235 (atomnummer 92)
• Funktion: Används i fission genom att skjuta in en neutron.

Fissionsprocessen

• Steg för steg:
  1. En långsam neutron träffar Uran-235.
  2. Uran-236 bildas (instabil isotop).
  3. Uran-236 faller sönder till barium (masstal 141) och krypton (atomnummer 36, masstal 92).
  4. Tre neutroner frigörs.

Energifrigörelse

• Massa och Energi:
  • Massa före reaktionen > Massa efter reaktionen.
  • Massa omvandlas till energi enligt Einsteins formel: ( E=mc^2 ).

Kedjereaktion

• Förlopp:
  • Fria neutroner från första reaktionen hittar nya Uran-235.
  • Varje ny reaktion frigör ytterligare tre neutroner.
  • Skapar en exponentiellt växande kedjereaktion.

Jämförelse: Kärnkraftverk vs Atombomb

• Kärnkraftverk:
  • Kedjereaktionen kontrolleras.
  • Neutroner fångas in för lugnare energiproduktion.
• Atombomb:
  • Maximerar energiproduktion snabbt; okontrollerad reaktion.

Numerisk Uppskattning

• Talföljd för fria neutroner:
  • Efter första omgången: 3 neutroner
  • Andra omgången: 9 neutroner
  • Tredje omgången: 27 neutroner
  • Fjärde omgången: 81 neutroner
  • Allmänt: 3^n (där n är antalet omgångar)

Sammanfattning

• Vad lärde vi oss:
  • Fission handlar om att klyva tyngre atomkärnor.
  • Exempel med Uran-235 och produktion av lättare grundämnen.
  • Fission leder till energiproduktion genom massförlust.

Avslutning

• Fission är en central process i både energi- och vapenindustrin.
• Viktigt att förstå hur kedjereaktioner kan kontrolleras eller förstärkas beroende på tillämpning.

Tack för uppmärksamheten!