Evaluare: 5/5
Este posibil să se obțină energia gestionată atât prin dezintegrarea anumitor elemente, și datorită fuziunii dintre nuclee mici în mai mari în timpul reacției așa-numita fuziune.
Conform teoriei relativității. în greutate este o formă particulară de energie, și după cum reiese din formula Einstein cunoscuta E = mc 2. Rezultă din posibilitatea conversiei masei și a energiei în energie în masă. Și o astfel de substanță de reacție la nivel intraatomic apar de fapt. În special, o parte din greutatea atomică a miezului poate fi transformată în energie, iar acest lucru are loc în două moduri. În primul rând, nucleul mare poate dezintegra în mai multe mici - un proces numit reacții de descompunere. În al doilea rând, mai multe nuclee mai mici pot fuziona într-una mai mare - reacția așa-numitele sintetice. reacții de fuziune nucleară din univers sunt foarte răspândite - suficient să menționăm că a fost pentru că ei atrag stele energie. Fisiunea nucleară este în prezent una dintre principalele surse de energie pentru omenire - este utilizat în centralele electrice nucleare. Și reacția reacțiilor de descompunere și sinteză greutate totală a produselor de reacție mai mică decât greutatea totală a reactanților. Este această diferență în masă este transformată în energie, conform formulei E = mc 2.
În natură, uraniu se găsește sub forma mai multor izotopi, dintre care unul - U-235 (235 U) - se descompune spontan cu eliberarea de energie. În special, atunci când a lovit neutroni suficient de repede în nucleul atomic 235 U ultima împărțit în două piese principale și un număr de particule mici, inclusiv, de obicei, două sau trei neutroni. greutate Cu toate acestea pliat și fragmente mari de particule elementare, am ratat o anumită masă în comparație cu masa nucleului original, înainte de a colaps sub influența pini cu neutroni. Este această masă lipsă și eliberat sub formă de energie distribuită între produsele de descompunere rezultate - mai presus de toate, energia cinetică (energia de mișcare). Particulele se deplasează rapid acoperi din spațiul de degradare și se ciocnesc cu alte particule de materie, încălzirea acestora.
Ele sunt rapid împrăștierea particulelor din dezintegrarea spațiului, până în prezent acestea nu zboară departe, tăierea în substanță atomi vecine și încălzirea acestora. Astfel, energia generată de dezintegrarea nucleară, transformată într-un material care înconjoară căldură.
După aceea, uraniul-235, ca parte a uraniului natural îmbogățit descompune sub influența unui bombardament cu neutroni într-un reactor nuclear. Ca urmare a unui miez 235 U eliberat o medie de 2,5 neutroni noi, fiecare dintre care cauzează descompunerea încă 2,5 nuclee, și începe o reacție în lanț așa-numitul. Condiția pentru ca reacția să se desfășoare dezintegrarea undamped de uraniu 235 este alocat descompune excesul de neutroni de nuclee de neutroni care părăsesc conglomerat de uraniu; În acest caz, reacția are loc cu eliberarea de energie.
Bomba atomică este în mod deliberat de reacție incontrolabilă, rezultând într-o fracțiune de secundă se rupe un număr foarte mare de nuclee 235U și a lansat distructivitatea enorm din energia lor exploziv. În reactoarele nucleare utilizate în reacția de descompunere a energiei trebuie să fie strict controlată pentru a dozarea eliberată energie. Un bun absorbant de neutroni este cadmiu - deci este de obicei folosit pentru a controla dezintegrarea intensitate în reactoarele nucleare. tije de cadmiu sunt scufundate în miezul reactorului la nivelul necesar pentru a reduce rata liberă de eliberare de energie la limite rezonabile punct de vedere tehnologic, în cazul căderii sub nivelul cerut de tije de ieșire a energiei din zona de reacție parțial activă, după care reacția se intensifică dezintegrare la nivelul cerut. Energia termică eliberată este apoi în mod obișnuit (prin intermediul turbogeneratoare) pot fi transformate în electricitate.
Fuziunea nucleară - reacția este exact opusul cariei in natura: mai mici nuclee sunt combinate în cele mai mari. Cea mai frecventă reacție generală din univers - este reacția de fuziune termonucleară de nuclee de heliu din nuclee de hidrogen: are loc în mod continuu în adâncimi de aproape toate stelele vizibile. În forma sa pură, este: patru hidrogen nucleu (proton) formează un atom de heliu (2 protoni + 2 neutroni) cu eliberarea altor particule. Ca și în cazul dezintegrării greutatea totală nucleu atomic al particulelor produse este mai mică decât masa produsului de pornire (hidrogen) - și este eliberat ca energia cinetică a particulelor produșilor de reacție, prin steaua și încălzit.
In interioarele stele reacție de fuziune nu are loc în același timp (atunci când se confruntă cu 4 proton), în trei etape. Mai întâi de doi protoni au format nucleul de deuteriu (un proton și un neutron). Apoi, după intrarea în nucleul unei deuteriu alt proton, este format de heliu-3 (un proton și doi neutroni), plus alte particule. În cele din urmă, două heliu 3 nuclee se ciocnesc formând heliu 4, doi protoni și alte particule. Cu toate acestea, acest set de reacție cu trei faze dă efectul net al formării celor patru protoni heliu-4 nuclee, eliberând energia purtat de particule rapide, mai ales fotoni (vezi. Evoluția stelelor).
reacția de fuziune naturală are loc în stele; artificial - în bomba cu hidrogen. Din păcate, oamenii nu sunt încă în măsură să găsească mijloacele de a direcționa fuziunea într-o direcție controlată și de învățare cum să obțineți în detrimentul energiei sale în scopuri pașnice. Cu toate acestea, oamenii de știință nu-și piardă speranța de a obține rezultate pozitive în primirea unei energii „pașnică și ieftină“ fuziune în viitorul apropiat - este important să învețe cum să dețină plasma de temperatură ridicată sau prin intermediul unor fascicule laser sau prin intermediul unor grele câmpuri electromagnetice toroidal (vezi criteriul Lawson.).