آیا میتوان با آمریکیم موجود در اسموک دتکتور،انرژی هسته ای تولید کرد؟

تو این پست تحقیق می کنیم که ببینیم میشه با آمریکیم 241 موجود در اسموک دتکتور های یونی انرژی هسته ای تولید کرد؟

فرض کنید میخوایم یک ژول حرارت تولید کنیم.

اینطور که تحقیق کردم به ازای هر ژول حرارت به حدود 3 و نیم کوری مواد تابنده آلفا خالص نیاز داریم.
انرژی هر ذره آلفا هم 4.7 مگاالکترون ولت باشه.
در این حالت 3.5 کوری رادیواکتیویته میشه دقیقا 3.5 گرم رادیم یا دقیقا 1 گرم آمریکیم 241 .
خب حالا در مورد شکافت هسته ای بابت هر ذره 200 مگاالکترون ولت داریم.
هر ژول= 6.241457e+012 مگا الکترون ولت.

اینو تقسیم بر 200 مگا الکترون ولت میکنیم میشه تعداد هسته هایی که باید در یک ثانیه شکافته بشه تا 1 ژول حرارت داشته باشیم = 31207285000 بکرل

عدد بزرگی به نظر میاد اما اگر همینو بخوایم به واحد کوری برگردانیم میشه = 0.84344 کوری
همچنین اگر بخوایم بدونیم چند مول میشه باید تقسیم بر عدد آووگادرو کنیم= 5.18e-14 مول ماده
و اگر بخوایم بدونیم چند گرم آمریکیم 241 میشه باید ببینیم هر مول آمریکیم چند گرم هست(243,061375 u)
برای تبدیل مول به گرم مول را در جرم مولی ماده ضرب می کنیم.=

0.000000000012590579225 گرم ماده مورد نیاز در هر ثانیه.

فقط یه سوالی می مونه! تو هر شکافت 2 تا 3 تا نوترون تولید میشه.
از اونجایی که جرم ما یک جرم بحرانی نیست احتمال این که همه این نوترون ها دربرن خیلی زیاده.
برای همین ما تقریبا 2 تا 3 برابر تعداد شکافت های انجام شده نوترون سریع داریم.

این یه مشکل بزرگه ولی میتونه به فرصت تبدیل بشه. اگر از جاذب ها و منعکس کننده های قوی نوترون استفاده کنیم.

تو ویکیپدیا خوندم که حدود 0.3 میکروگرم یا 300 نانوگرم آمریکیم در هر اسموک دتکتور استفاده میشه.
این مقدار مواد در حالت ایده آل برای 23827 ثانیه حرارت با انرژی 1 ژول کافیه.(6.618705 ساعت)

جالبیش اینجاست که اگر بخوایم تمام ماده رو تو یک ثانیه بسوزونیم 23827 ژول انرژی آزاد میشه تقریبا 24 کیلو وات!!!

اگر ماده رو تو نیم ثانیه بسوزونیم 47654 ژول انرژی آزاد میشه.
اگر در 1 میلی ثانیه بسوزونیم 23827000 ژول انرژی آزاد میشه که معادل به انفجار حسابی هست که میتونه خونه شما رو ویران کنه!

فقظ مشکل اینجاست که سطح مقطع کمی داره آمریکیم 241 خیلی حیف شد:((
در بیشترین حالت 160 بارن سطح مقطع داره با نوترون های سرد.
با نوترون های 10 میلی الکترون ولت هم حدود 2 بارن سطح مقطع داره.

موفق باشید