Ядерные реакции и ядерная энергия
Открытая химия / Ядерная химия / Открытая химия / Ядерная химия / Ядерные реакции и ядерная энергия Ядерные реакции и ядерная энергия
Страница 2

Ядерное деление используется для создания ядерного оружия или ядерных реакторов, в которых ядерные реакции поддаются управлению и которые являются основой атомных электрических станций (АЭС).

height=160 src=

Рисунок 11.4

Атомная бомба – самое страшное современное оружие

Атомные бомбы, взорванные над Хиросимой и Нагасаки, состояли из двух докритических масс урана-235, которые при соединении превысили критическую массу. При этом поток нейтронов, взаимодействуя с ураном-235, образовал неустойчивый изотоп урана-236, способный к ядерному делению на осколочные ядра и выделению до трех нейтронов на атом.

В среднем при делении неустойчивого урана-236 образуются 2–4 нейтрона, что обеспечивает цепной механизм реакции ядерного деления. Такая ядерная реакция возможна с участием медленных (тепловых) нейтронов с энергией 5–10 эВ. Нейтроны с высокой энергией замедляются большой (критической) массой урана (в атомной бомбе) или специальными замедлителями (графит, тяжелая вода) и поглотителями нейтронов (бор, кадмий) в атомных реакторах. Это позволяет поддерживать скорость образования нейтронов в пределах, необходимых для выделения энергии, заданной конструкцией реактора.

height=153 src=

Рисунок 11.5

Атомная электростанция

Малое содержание природного изотопа урана-235 привело исследователей к необходимости использования других, более доступных делящихся ядер в реакторах-размножителях:

  height=34 src=  

  height=34 src=  

Изотопы height=1 src=и src=пригодны в качестве ядерного горючего.

Вторым направлением в ядерной энергетике является ядерный синтез, подобный происходящему на Солнце в азотно-углеродном цикле. Ядерный синтез предпочтителен по двум причинам: легкие изотопы более распространены, а продукты ядерного синтеза нерадиоактивны. Непреодолимым препятствием для мирного осуществления ядерного синтеза гелия по реакции

height=34 src=

   

является ее высокая температура (десятки млн К).

Военный вариант этого синтеза был осуществлен в водородной бомбе, где необходимую начальную температуру создавал атомный взрыв:

  height=34 src=  

Проблема получения термоядерной энергии несмотря на научные достижения далека от практической реализации.

Страницы: 1 2 

Смотрите также

Ядерная химия
Наряду со стабильными изотопами данного химического элемента известны многочисленные изотопы химических элементов, способные самопроизвольно превращаться в изотопы других химических элементов посре ...

Обозначения.
Vп Мольный объем паровой фазы Vж Мольный объем жидкой фазы Sп Мольная энтропия паровой фазы Sж ...

Приготовление сорбентов и колонок для высокоэффективной жидкостной хроматографии
...