ဖစ်ရှင်းတုံ့ပြန်မှုဆွေးနွေးမှုမေးခွန်းများ၏ ဥပမာ

ဖစ်ရှင်းတုံ့ပြန်မှုဆွေးနွေးမှုမေးခွန်းများ၏ ဥပမာ

Pendahuluan

နျူကလီးယား ပြိုကွဲခြင်းသည် နျူကလီးယား ရူပဗေဒတွင် အစိတ်ဝင်စားဖွယ် အကောင်းဆုံးနှင့် အရေးကြီးဆုံး ဖြစ်စဉ်များထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဓာတ်ပြုမှုတွင် လေးလံသော အက်တမ် နျူကလိယများကို ပေါ့ပါးသော နျူကလိယများအဖြစ် ပြိုကွဲခြင်း ပါဝင်ပြီး ကြီးမားသော စွမ်းအင်ပမာဏကို ထုတ်လွှတ်သည်။ ဤယန္တရားသည် နျူကလီးယား စွမ်းအင်ထုတ်လုပ်သည့် နည်းပညာနှင့် အက်တမ်ဗုံး၏ အခြေခံဖြစ်သည်။ ပြိုကွဲမှု ဓာတ်ပြုမှုများကို သီအိုရီအရရော လက်တွေ့အရပါ နားလည်ခြင်းသည် ရူပဗေဒ ကျောင်းသားများနှင့် နျူကလီးယားသိပ္ပံကို စိတ်ဝင်စားသော လူပုဂ္ဂိုလ်များအတွက် မရှိမဖြစ် လိုအပ်ပါသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ပြိုကွဲမှု ဓာတ်ပြုမှု ဥပမာများစွာနှင့် ၎င်းတို့၏ ဆွေးနွေးချက်များကို လေ့လာသုံးသပ်ထားပြီး ဤသဘောတရားကို ပိုမိုနားလည်နိုင်စေရန် ကူညီပေးပါသည်။

ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှု၏ အခြေခံသဘောတရားများ

ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှုကို ရိုးရှင်းစွာ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုနိုင်သည်- ယူရေနီယမ်-၂၃၅ သို့မဟုတ် ပလူတိုနီယမ်-၂၃၉ ကဲ့သို့သော လေးလံသော အက်တမ်နျူကလိယတစ်ခုက နျူထရွန်ကို စုပ်ယူပြီး နှစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုထက်ပိုသော ပေါ့ပါးသော နျူကလိယများ၊ နျူထရွန် အရေအတွက်နှင့် များပြားသော စွမ်းအင်ပမာဏအဖြစ် ပြိုကွဲသွားသည့် လုပ်ငန်းစဉ်။ ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှုတွင် ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်သည် ဒြပ်ထုကွာခြားချက်မှ လာပြီး၊ အဲလ်ဘတ် အိုင်းစတိုင်း၏ E=mc² နိယာမအရ ဒြပ်ထုအနည်းငယ် ဆုံးရှုံးပြီး စွမ်းအင်အဖြစ် ပြောင်းလဲသွားသည်။

နျူကလီးယား ပြိုကွဲခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်

အက်တမ်ကွဲအက်ကြောင်းတစ်ခုသည် လေးလံသော အက်တမ်နျူကလိယတစ်ခုက လွင့်မျောနေသော နျူထရွန်တစ်ခုကို စုပ်ယူသောအခါ ကွဲအက်ခြင်းတုံ့ပြန်မှု စတင်လေ့ရှိသည်။ ၎င်းသည် အလွန်မတည်ငြိမ်သော အိုင်ဆိုတုပ်တစ်ခုကို ဖန်တီးပေးပြီး၊ ၎င်းသည် အလွန်မတည်ငြိမ်သောကြောင့် ချက်ချင်းဆိုသလို ပေါ့ပါးသော နျူကလိယများအဖြစ် ကွဲထွက်သွားကာ နျူထရွန်များစွာနှင့် သိသာထင်ရှားသော စွမ်းအင်များကို ထုတ်လွှတ်သည်။ ယူရေနီယမ်-၂၃၅ ကွဲအက်ခြင်းတုံ့ပြန်မှု၏ ဥပမာတစ်ခုကို ဤနေရာတွင် ဖော်ပြထားပါသည်။

\[
{}^{235}_{92}U + {}^1_0n \rightarrow {}^{141}_{56}Ba + {}^{92}_{36}Kr + 3{}^1_0n + \text{စွမ်းအင်}
\]

ဖစ်ရှင်းတုံ့ပြန်မှုမေးခွန်းများ၏ ဥပမာ

အောက်ပါတို့သည် နျူကလီးယား ရူပဗေဒ သင်ခန်းစာများတွင် မကြာခဏ တွေ့ရလေ့ရှိသော ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှုများနှင့် ပတ်သက်သည့် မေးခွန်းများ၏ ဥပမာအချို့ဖြစ်ပြီး ၎င်းတို့၏ အဖြေများကို ဆွေးနွေးထားပါသည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၉

မေးခွန်း- ယူရေနီယမ်-၂၃၅ နျူကလိယသည် နျူထရွန်တစ်ခုကို ဖမ်းယူပြီး ဘေရီယမ်-၁၄၁၊ ခရစ်ပတွန်-၉၂၊ နျူထရွန်သုံးလုံးနှင့် စွမ်းအင်တို့ကို ဖွဲ့စည်းရန် ပြိုကွဲမှုဖြစ်စဉ်ကို ဖြတ်သန်းသည်။ အမှုန်များ၏ ဒြပ်ထုကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားလျှင် ဤဓာတ်ပြုမှုတွင် ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်ကို အောက်ပါအတိုင်း တွက်ချက်ပါ။

– ဒြပ်ထု ${^{235}_{92}U = 235.0439299 \text{u}$
– နျူထရွန်ဒြပ်ထု $^1_0n = 1.0086649 \text{u}$
– ဒြပ်ထု ${}^{141}_{56}Ba = 140.9144060 \text{u}$
– ဒြပ်ထု ${^{92}_{36}Kr = 91.9261730 \text{u}$

မှတ်ချက်- ၁ u = ၉၃၁.၅ MeV/c²

ဆွေးနွေးချက်

၁။ ဓာတ်ပြုမှုမပြုမီ ဒြပ်ထုပမာဏ-
– ဓာတ်ပြုမှုမဖြစ်ပွားမီ ဒြပ်ထုမှာ ယူရေနီယမ်-၂၃၅ နှင့် နျူထရွန်တစ်ခုတို့၏ ဒြပ်ထုဖြစ်သည်။
\[
M_{\text{before}} = ၂၃၅.၀၄၃၉၂၉၉ \, \text{u} + ၁.၀၀၈၆၆၄၉ \, \text{u} = ၂၃၆.၀၅၂၅၉၄၈ \, \text{u}
\]

၂။ ဓာတ်ပြုပြီးနောက် စုစုပေါင်းဒြပ်ထု
– ဓာတ်ပြုမှုပြီးနောက် ဒြပ်ထုမှာ ဘေရီယမ်၊ ခရစ်ပတွန် နှင့် နျူထရွန် သုံးခု၏ ဒြပ်ထုဖြစ်သည်-
\[
M_{\text{after}} = ၁၄၀.၉၁၄၄၀၆၀ \, \text{u} + ၉၁.၉၂၆၁၇၃၀ \, \text{u} + ၃ \x၁.၀၀၈၆၆၄၉ \, \text{u} = ၂၃၅.၈၄၇၆၇၂၇ \, \text{u}
\]

၃။ အလေးချိန်ပြောင်းလဲမှု-
– ဒြပ်ထုပြောင်းလဲမှု သို့မဟုတ် ဒြပ်ထုဆုံးရှုံးမှုသည် ဓာတ်ပြုမှုမပြုလုပ်မီနှင့် ပြုလုပ်ပြီးနောက် ဒြပ်ထုကွာခြားချက်ဖြစ်သည်။
\[
\Delta m = M_{\text{before}} – M_{\text{after}} = ၂၃၆.၀၅၂၅၉၄၈ \, \text{u} – ၂၃၅.၈၄၇၆၇၂၇ \, \text{u} = ၀.၂၀၄၉၂၂၁ \, \text{u}
\]

၄။ ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်
– အိုင်းစတိုင်း၏ ညီမျှခြင်း \(E=mc^2\) အရ ထုတ်လွှတ်လိုက်သော စွမ်းအင်ကို ဒြပ်ထုပြောင်းလဲမှုမှ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[
E = \Delta m \times 931.5 \, \text{MeV/u} = 0.2049221 \, \text{u} \times 931.5 \, \text{MeV/u} \approx 190.804 \, \text{MeV}
\]

ယူရေနီယမ်-၂၃၅ ၏ ပြိုကွဲမှု ဓာတ်ပြုမှုတွင် ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်မှာ ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် 190.804 MeV ဖြစ်သည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၉

မေးခွန်း- နျူကလီးယားဓာတ်ပေါင်းဖိုတစ်ခုသည် ပြိုကွဲမှုတုံ့ပြန်မှုတစ်ခုလျှင် ပျမ်းမျှစွမ်းအင် 200 MeV ထုတ်လွှတ်သည်။ ဓာတ်ပေါင်းဖိုသည် 1 GW လျှပ်စစ်ဓာတ်အား (1 gigawatt = $10^9$ W) ထုတ်လုပ်ပါက တစ်စက္ကန့်လျှင် ပြိုကွဲမှုတုံ့ပြန်မှု မည်မျှဖြစ်ပေါ်သနည်း။

ဆွေးနွေးချက်

၁။ တုံ့ပြန်မှုတစ်ခုလျှင် ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်-
– ဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုစီသည် 200 MeV ကို ထုတ်လုပ်ပေးပြီး ၎င်းသည် အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
\[
၁ \, \text{MeV} = ၁.၆၀၂၁၈ \x၁၀^{-၁၃} \, \text{J}, \quad \text{so, } ၂၀၀ \, \text{MeV} = ၂၀၀ \x၁.၆၀၂၁၈ \x၁၀^{-၁၃} \, \text{J} = ၃.၂၀၄၃၆ \x၁၀^{-၁၁} \, \text{J}
\]

၂။ ဓာတ်ပေါင်းဖိုစွမ်းအား-
– ထုတ်လုပ်သော လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမှာ 1 GW သို့မဟုတ် $10^9$ W ဖြစ်ပြီး $10^9$ J/s နှင့် ညီမျှသည်။

၃။ တုံ့ပြန်မှုအရေအတွက် တွက်ချက်ခြင်း-
– တစ်စက္ကန့်လျှင် ဓာတ်ပြုမှုအရေအတွက်ကို ဓာတ်ပြုမှုတစ်ခုလျှင် စုစုပေါင်းပါဝါကို စွမ်းအင်ဖြင့် စားခြင်းဖြင့် တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[
\text{တစ်စက္ကန့်လျှင် တုံ့ပြန်မှုအရေအတွက်} = \frac{10^9 \, \text{J/s}}{3.20436 \times 10^{-11} \, \text{J/reaction}} = 3.12 \times 10^{19} \, \text{reactions/second}
\]

ထို့ကြောင့် စက္ကန့်တိုင်းတွင် \(3.12 \times 10^{19}\) ခန့် ကွဲထွက်မှုတုံ့ပြန်မှုများ ဖြစ်ပေါ်ပြီး 1 GW ဓာတ်အား ထုတ်လုပ်ပေးပါသည်။

ပိတ်

နားလည်မှုနှင့် တွက်ချက်မှုများမှတစ်ဆင့် ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှုများသည် ရူပဗေဒသင်ယူမှုတွင် အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ရုံသာမက လက်တွေ့ကမ္ဘာတွင် သိသာထင်ရှားသော အသုံးချမှုများလည်း ရှိပါသည်။ နျူကလီးယားစွမ်းအင်နည်းပညာသည် ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှုများပေါ်တွင် မှီခိုနေရပြီး ဤနည်းပညာ၏ တိုးတက်မှုတိုင်းသည် သိသာထင်ရှားသော အကျိုးကျေးဇူးများနှင့် အန္တရာယ်များ နှစ်မျိုးလုံးကို ယူဆောင်လာနိုင်သည်။ အထက်ဖော်ပြပါ ပြဿနာများမှ အခြေခံသဘောတရားများနှင့် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုကို နားလည်ခြင်းဖြင့် ဖစ်ရှင်းဓာတ်ပြုမှုများ၏ နေ့စဉ်ဘဝအပေါ် သက်ရောက်မှုနှင့် နောက်ထပ်စူးစမ်းလေ့လာနိုင်သည့် အလားအလာကို ကျွန်ုပ်တို့ ပိုမိုနားလည်နိုင်ပါသည်။