1. Klyvning: Det vanligaste sättet att frigöra energi från uran är genom kärnklyvning. I denna process slår en neutron en urankärna, vilket får den att delas upp i två mindre kärnor (fissionprodukter) och släppa flera neutroner, energi och gammastrålning.
2. Isotoper: De vanligaste uranisotoperna som används i kärnkraft är uran-235 (U-235) och uran-238 (U-238). U-235 är klyvbart med långsamma neutroner, medan U-238 inte är det. U-238 kan emellertid fånga snabba neutroner och bli plutonium-239, vilket är klyvbart.
3. Energireleas: Energin som frigörs i fission varierar beroende på de specifika fissionsprodukterna. I genomsnitt frigör klyvningen av en U-235-atom cirka 200 MeV (Mega Electron Volts) av energi.
4. Kedjereaktion: De frisatta neutronerna kan sedan slå andra urankärnor, vilket orsakar en kedjereaktion som kan ge en långvarig frisättning av energi, som används i kärnkraftverk.
5. Andra reaktioner: Andra kärnreaktioner som involverar uran, som neutronfångst eller alfa -förfall, frisätter också energi, men i mindre mängder jämfört med fission.
Specifika exempel:
* U-235 Fission: När en U-235-kärna absorberar en neutron kan den delas upp i Krypton-92 och Barium-141 och släpper omkring 202,5 MeV av energi.
* U-238 Neutron Capture: När en U-238-nucleus absorberar en neutron blir den U-239, som förfaller till Neptunium-239 och sedan plutonium-239 och släpper omkring 4,8 MeV energi i förfallsprocessen.
Slutsats:
Energisläppandet i brytningen av en urankärna beror på de specifika isotoperna och typen av kärnreaktion. Fission av U-235 frigör mest energi, i storleksordningen 200 MeV per atom, som används i kärnkraftverk. Andra reaktioner som involverar uran frisätter emellertid också energi, om än i mindre mängder.
