ENERGIA NUCLEARĂ. energia internă a nucleului atomic. vschechlyayuschayasya în transformările nucleare. Este cauzată de acțiunea forțelor de atracție din interiorul nucleelor atomice între constituenții nucleonici - protoni și neutroni. Forțele de atracție dintre nucleoni acționează numai la distanțe foarte mici, comparabile cu dimensiunile nucleului (10-13 cm). Ca urmare a acțiunii forțelor nucleare, atunci când nucleul este format din protoni p și neutroni, se eliberează o cantitate mare de energie, la fel ca în cazul reacțiilor chimice. Se elimină energia corespunzătoare energiei chimice. legăturile dintre atomi.
Energia totală eliberată atunci când nucleul este format din nucleoni (este egal cu energia de legare a nucleului EcV, vedeți nucleul atomic) corespunde defectului masic. adică o scădere a masei nucleului format în comparație cu masa inițială totală a protonilor și a neutronilor constituenți ai acestuia. Astfel, atunci când un nucleu de 4 He este format din două protoni și doi neutroni, defectul de masă este ca. 0,0293 a. e. m. și este echivalent cu alocarea de cca. 28 MeV. Raportul dintre energia de legare și numărul nucleonilor constituenți ai nucleonilor este Ec / A, unde A este numărul de masă. numit. sp. energia de legare a nucleului.
Scăderea rapidă a forțelor de atracție nucleară dintre nucleonii cu distanța tot mai mare duce la o dependență slabă a udului. energia de legare de la numărul de masă al nucleului (Fig.). În nucleele luminoase ale ud. energia de legare este mică (aproximativ 7 MeV / nucleon în cazul a 4 He). Cu creșterea A, numărul de vecini pentru fiecare nucleon crește, iar valoarea lui Ec / A crește. Ea atinge un maxim la A = 50-60 (de exemplu, în nucleele 56 FeSe / A, 8,5 MeV / nucleon) și apoi scade din nou. Scădere în um. Energia de legare cu creșterea A are loc destul de încet, în nucleele 738 U Es / A = 7,4 MeV / nucleon. Din această dependență rezultă că exotermă. sunt reacțiile de fuziune nucleară (formarea de nuclee ușoare din nucleele cele mai ușoare) și fisiunea nucleelor grele, precum și dezintegrarea spontană.
Dependența energiei specifice de legare a nucleului de numărul de masă.
Energia eliberată când se formează nuclee de la protoni și neutroni la 1 mol. aproximativ 10 de 9 ori mai mare decât energia care este eliberată în timpul tratamentului chimic. p-tiile. Cu toate acestea, la fel ca la efectuarea tratamentului chimic. p-tionul nu reușește, de obicei, să elibereze toată energia corespunzătoare energiei chimice. legături de atomi în compușii formați și în efectuarea transformărilor nucleare, energia este în mod semnificativ mai mică decât energia nucleară corespunzătoare energiei totale de legare a nucleonilor din nuclee. Singura excepție este sinteza nucleelor ușoare (4 El, etc.), care au loc, de exemplu, în stea-in-ve. Deci, potrivit sovr. la reprezentări, energia Soarelui se datorează eliberării energiei de legare a nucleonilor în nucleele 4 He, care se formează în interiorul Soarelui din protoni și neutroni ca rezultat al ciclului. transformări.
În condiții terestre, este posibilă eliberarea și utilizarea energiei nucleare în două procese. Mai întâi, în fuziunea termonucleară, adică în sinteza nucleelor unor elemente relativ ușoare, chiar din nuclee mai ușoare, în care energia de legare este mai mică. Un exemplu al unui astfel de proces este reprezentat de o nucleare nucleară care implică două nuclee de deuteriu. ceea ce duce la formarea unui nucleu 3 He și eliberarea unui neutron. În al doilea rând, eliberarea energiei nucleare este observată în fisiunea nucleelor grele (235 U, 239 Pu, etc.) în două fragmente, nucleele elementelor din mijlocul mesei periodice. un sistem de elemente în care energia de legare este mai mare decât cea a nucleelor grele.
Prima metodă a fost realizată până acum doar într-o explozie termonucleară necontrolată, așa-numita. bomba cu hidrogen. Încercările de realizare a fuziunii termonucleare controlate și, ca rezultat, de obținere a energiei nucleare în condiții controlate nu au dus până acum la succes. Cea de-a doua metodă de obținere a energiei nucleare se realizează atât cu o explozie necontrolată a unei muniții nucleare, cât și cu o fisiune nucleară controlată într-un reactor nuclear (de obicei 235 U sau 239 Pu). În toate aceste cazuri este posibilă eliberarea Ch. arr. sub formă de energie termică mai mică de 10% din energia de legare totală corespunzătoare nucleelor implicate în transformări. Cu toate acestea, energia nucleară eliberată pe mol de substanță aflată în curs de transformare este de 10-6-10 ori mai mare decât energia care poate fi obținută prin efectuarea tratamentului chimic. conversie cu 1 mol de reactiv (de exemplu, când se arde 1 mol de carbon).
În transformările nucleare, energia nucleară este eliberată sub forma energiei cinetice. energia particulelor (nuclee noi sintetizate, fragmente de fisiune etc.) se deplasează la viteze enorme și, de asemenea, sub forma unui electromagnet dur. radiații (raze X și y). Decelerarea particulelor este însoțită de o tranziție cinetică. energia ch. arr. în cea termică.
În literatura de specialitate, publicată în special în anii 40-50. 20 de cenți. adesea termenul "energie nucleară" a fost folosit în locul termenului "energie nucleară", care nu este complet justificat, deoarece este energia din interiorul nucleului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: