ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ядерная энергия и ее использование в народном хозяйстве из "Физическая и коллоидная химия" Энергия ядерных процессов. Наиболее важным результатом изучения строения атома явилось открытие возможности освобождения огромных запасов энергии, сосредоточенной в атомных ядрах. Эта энергия, частично выделяемая при осуществлении различных ядерных превращений, получила название ядерной энергии. [c.29] Известно, что при сближении нуклонов на расстояние порядка между ними начинают действовать мощные ядерные силы притяжения, приводящие к образованию атомного ядра. При этом всегда выделяется энергия, которая называется энергией связи ядра. Следовательно, для полного расщепления ядра на нуклоны необходимо затратить работу на преодоление ядерных сил притяжения, равную по величине энергии связи ядра. Если же происходит только частичное изменение состава ядер, то энергия может либо выделяться, либо поглощаться в зависимости от характера изменения, однако всегда при этом соблюдается закон сохранения массы веществ и энергии. [c.29] Полная энергия связи возрастает с увеличением числа нуклонов в ядре. Часто пользуются величиной энергии связи, приходящейся на один нуклон. Установлено, что эта величина у разных ядер имеет различ1Ное значение. У легких ядер она вначале возрастает, наибольшего значения достигает у ядер атомов элементов, расположенных в средней части периодической системы (около 8,7 Мэе.), а затем постепенно спадает. Для урана энергия связи на нуклон примерно равна 7,5 Мэе (рис. 6). Таким образом, переход ядерных частиц в ядро с большим значением энергии связи на нуклон будет сопровождаться выделением энергии, обратный — поглощением энергии. [c.29] Таким образом, наметились два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии 1) путем деления ядер тяжелых элементов с образованием ядер элементов средней части периодической системы 2) путем синтеза более сложных ядер из ядер легких элементов. [c.30] В 1939 г. при облучении урана нейтронами ученые многих стран (О. Ган, Ф. Штрассман, Л. Мейтнер, Г. Н. Флеров, К. А. Петржак и др.) наблюдали совершенно новый, неизвестный до этого времени вид деления ядер примерно на две равные части. [c.31] В зоне взрыва температура достигает нескольких миллионов градусов. [c.32] Вышеприведенные реакции получения 3 или осуществляют в ядерных реакторах. Схема ураново-графитового реактора приведена на рис. 8. [c.33] Слияние (синтез) может произойти в том случае, если ядра будут обладать большой кинетической энергией, достаточной для преодоления сил отталкивания. Необходимую энергию ядрам можно сообщить путем нагревания. [c.34] Ядерные реакции, происходящие при сверхвысоких температурах (порядка десятков миллионов градусов и выше), называются термоядерными реакциями. [c.34] Этот процесс восполняет огромные количества энергии, излучаемой Солнцем в космическое пространство. [c.34] Ряд термоядерных реакций удалось осуществить в земных условиях. Необходимые для этих реакций температура и давление создаются на короткое время в зоне атомного взрыва. [c.34] Последняя из реакций (взаимодействие ядер трития и дейтерия) развиваются в течение времени порядка 10 сек и используется в водородной бомбе. [c.34] Мощность водородных бомб во много раз больше, чем атомных. Для них не существует никаких предельных критических размеров. [c.35] Термоядерные реакции с участием более тяжелых ядер для преодоления отталкивающих сил требуют более высоких начальных температур (сотни миллионов градусов) и поэтому не могут быть осуществлены в ближайшее время. [c.35] В Советском Союзе сейчас проводятся интересные работы по осуществлению управляемой термоядерной реакции (Л. А. Арцимович, М. А. Леонтович, И. Е. Тамм, А. Д. Сахаров и др.). Пионером начинаний в этой области был академик И. В. Курчатов. [c.35] В основе одного из вариантов такой реакции лежит принцип сжатия магнитным полем газового разряда огромной мгновенной силы в камере, наполненной смесью дейтерия и трития. Возникающий при этом шнуровидный разряд имеет температуру около 1 ООО 000° и давление, достигающее десятков миллиардов атмосфер. Эти условия благоприятны для течения термоядерной реакции превращения изотопов водорода в гелий. И, таким образом, специальный атомный запал не будет нужен. [c.35] При условии осуществления управляемой термоядерной реакции человечество получит новый, неисчерпаемый источник энергии, так как запасы на Земле легких элементов (Ь1 и Нг) практически неограничены. [c.35] Отличительной особенностью ядерной энергии я1вляется ее исключительно высокая концентрация, в миллионы раз превышающая концентрацию энергии обычных видов топлива. [c.36] В отличие от химячеокого топли-ва (газа, нефти, угля), ядерное горючее не требует применения кислорода. Эта особенность создает большие перспективы для использования ядерной энергии в межпланетных путешествиях и в подводных устройствах. [c.36] Советский Союз явился первой страной, приступившей к широкому и плано.мерному использованию ядерной энергии в мирных целях. Применение ядерной энергии в народном хозяйстве нашей страны осуществляется, во-первых, путем использования чрезвычайно ценных отходов производства этого вида энергии — искусственно радиоактивных веществ, получаемых в ядерных реакторах, и, во-вторых, путем прямого использования ядерной энергии как источника двигательной силы. [c.36] Вернуться к основной статье