¿Es la razón por la cual la reacción nuclear crea tanta energía equivalente a la caída del dominó?

Permítanme comenzar señalando una “reacción en cadena nuclear”: a saber, que la nuclear y la cadena no tienen nada que ver entre sí.

En primer lugar, la parte de la cadena: una reacción en cadena es simplemente una reacción que desencadena copias de sí mismo. Por ejemplo, a quemar el gas metano. Cuando una molécula de metano se recombina con dos moléculas de oxígeno, el resultado es un dióxido de carbono y dos moléculas de agua, cada una volando a alta velocidad (la energía cinética proveniente de la combustión, es decir, de las energías de unión química). Estas moléculas de CO2 y H2O rebotan en otras moléculas de CH4 y O2, haciendo que rebotan entre sí y en combustión. Cada molécula de CH4 en combustión puede hacer que se queme más de una molécula de CH4 adicional, por lo que la reacción se convierte en una reacción en cadena desbocada y se quema el metano.

Y esto no tiene nada que ver con la energía nuclear .

En el caso nuclear, es un átomo de U-235, por ejemplo, que captura un neutrón perdido, porque un átomo inestable de U-236 se somete a fisión (por ejemplo, en Kr-89 y Ba-144), y libera algunos neutrones. . Cada uno de esos neutrones tiene una oportunidad de golpear a otro átomo de U-235, repitiendo el proceso, por lo que la reacción se convierte en una reacción en cadena nuclear fuera de control, y la bomba explota atómicas.

Las fichas de dominó representan la parte de la reacción en cadena: unas pocas moléculas de metano ardiendo como una bola de nieve en una gran explosión (convencional) en una fracción de segundo, o unas pocas bolas de nieve de átomos de U-235 en fisión en una nube de hongo nuclear en unos pocos microsegundos.

Pero las grandes energías de las reacciones nucleares provienen de la parte nuclear, no la parte de la cadena. Eso es porque las energías que juntos tengan partes de un átomo son aproximadamente un millón de veces más alta que las energías químicos unidos a los átomos de unión en una molécula. Entonces, por átomo / molécula, una reacción en cadena nuclear produce un millón de veces más energía que una reacción en cadena química. Lo que explica por qué algunos kilogramos de U-235 puede hacer el trabajo de muchos millones de kilogramos de explosivos convencionales como TNT. Es una reacción en cadena / Domino efecto tanto en el nuclear y el caso química; lo que distingue el caso nuclear, si me desea subrayar la analogía dominó, es que las fichas de dominó son mucho más grandes, mucho más pesado, y caen mucho más rápidamente.

Como se explica en la respuesta de Viktor Toth, la cantidad de energía liberada en la fisión nuclear es mucho mayor que en las reacciones químicas como la oxidación debido a la naturaleza de la reacción, no la forma de “una reacción desencadena dos” de propagarla. Las reacciones químicas aprovechan las diferencias de energía de varias configuraciones de electrones en reactivos y productos de reacción: la suma de los primeros es un poco mayor que la última. En las reacciones nucleares (tanto de fisión como de fusión) aprovechamos lo mismo, pero en el núcleo , en lugar de esa nube de electrones. La unión de la energía en el núcleo sólo pasa a ser órdenes de magnitud más grandes que los de la nube de electrones. (Por cierto, la fusión no implica la reacción en cadena, aparte de plasma que rodea calor producto de fusión.)

En teoría sí. La reacción nuclear que tiene lugar en una central eléctrica es una reacción en cadena de fisión nuclear. El isótopo de uranio-235 es absorbida por un neutrón de movimiento lento. El neutrón adicional absorbida hace que los núcleos inestables, por lo que se divide en fragmentos de dos núcleos hijos, bario-144 y Krypton-89 y tres nuevos neutrones. Estos neutrones continúan con otras reacciones de fisión, la liberación de nueve neutrones más:

La reacción también libera grandes cantidades de energía cinética y radiación gamma. El moderador dentro de la planta absorbe esta energía, ralentizando el movimiento de los neutrones para que puedan continuar con la fisión. Las barras de control absorben el exceso de neutrones para evitar riesgos de cualquier tipo- Aquí es donde trazamos la línea cuando los comparamos con el colapso de fichas de dominó. El blindaje de hormigón impide que la radiación gamma se escape:

Una reacción de fisión nuclear se basa en neutrones de movimiento rápido que dividen a los núcleos pesados. Un neutrón puede dividir un núcleo pesado como el uranio y formar dos neutrones energéticos más. Así pues, en cierto modo, sí es como un efecto dominó. Esto se llama reacción en cadena. El número de neutrones liberados por lo tanto crecer de forma exponencial. Después de un corto tiempo, se dividiría una gran cantidad de núcleos, por lo tanto, se libera mucha energía en el proceso.

Al menos así es como yo lo entiendo.

Una reacción en cadena nuclear realmente se parece mucho más a esa analogía (realmente genial) que a menudo se usa, un montón de trampas para ratones cargadas con pelotas de ping-pong.
reacciones nucleares en cadena reales producen dos o tres neutrones libres por la fisión, y si se ha configurado la reacción en cadena adecuadamente (para una bomba) la mayor parte o la totalidad de esos neutrones fisión de otros núcleos.

Del mismo modo, en la manifestación pelota de ping-pong, cada trampa se carga con una bola. Cuando una bola desencadena la captura, esa bola – junto con la bola de disparo – se puso en marcha. Por lo tanto, cada trampa expulsa dos bolas donde solo se necesitaba una para activarla.

En un reactor, que diseñar deliberadamente para tener sólo una de neutrones por fisión – los otros son absorbidos o se permite que escape – por lo que un reactor es más como una cadena de dominó. (¡Gracias, Vaibhav Krishan , por la corrección!)

No, es porque estás asunto es que da vuelta en energía directamente cuando el elemento nuclear o división (fisión) o combinada (fusión).

El efecto dominó es lo que le puede dar un gran auge si se deja que suceda.