Ядерные реакции ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ – это превращения атомных ядер в результате взаимодействия друг с другом или какими-либо элементарными частицами. Для осуществления ядерной реакции необходимо, чтобы сталкивающиеся частицы сблизились на расстояние порядка 10 –15 м. Ядерные реакции подчиняются законам сохранения энергии, импульса, электрического и барионного зарядов. Ядерные реакции могут протекать как с выделением, так и с поглощением кинетической энергии, причем эта энергия примерно в 10 6 раз превышает энергию, поглощаемую или выделяемую при химических реакциях.

Первая ядерная реакция осуществимая Э. Резерфордом

Открытие нейтрона Д.Чедвиком в 1932 году

Строение атомного ядра В 1932 году немецкий физик В. Гейзенберг и советский физик Д.Д. Иваненко предложили протонно- нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели, атомные ядра состоят из элементарных частиц – протонов и нейтронов.

Дефект масс атомного ядра Энергия связи атомных ядер

График зависимости удельной энергии связи от массового числа

Примеры ядерных реакций

Цепные ядерные реакции

Термоядерные реакции – это ядерные реакции между легкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (~10 8 К и выше). При этом вещество находится в состоянии полностью ионизованной плазмы. Необходимость высоких температур объясняется тем, что для слияния ядер в термоядерной реакции необходимо, чтобы они сблизились на очень малое расстояние и попали в сферу действия ядерных сил. Этому сближению препятствуют кулоновские силы отталкивания, действующие между одноименно заряженными ядрами. Чтобы их преодолеть, ядра должны обладать очень большой кинетической энергией. После начала протекания термоядерной реакции вся энергия, потраченная на разогрев смеси, компенсируется энергией, выделяющейся в ходе протекания реакции.

Ядерная энергетика Основными элементами ядерного реактора являются: – ядерное горючее: уран- 235, плутоний-239; – замедлитель нейтронов: тяжелая вода или графит; – теплоноситель для отвода выделяющейся энергии; – регулятор скорости ядерной реакции: вещество, поглощающее нейтроны (бор, графит, кадмий).

Атомная электростанция Использование ядерной энергии в мирных целях чрезвычайно выгодно и удобно. Ядерная энергетика открывает перед человечеством практически неограниченные возможности. Сейчас внимание ученых сосредоточено на вопросах безопасной и экологически безвредной эксплуатации ядерных реакторов.

Установка ТОКАМАК (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками) для использования термоядерной энергии 1- сердечник трансформатора; 2 – вакуумная камера; 3 – первичная обмотка: 4 - управляющие витки; 5 – обмотка тороидального поля.

Использование ядерной энергии в военных целях Атомная бомба Водородная бомба Последствия применения ядерного оружия, как и последствия катастроф на ядерных реакторах, не ограничиваются огромными разрушениями. Зная, что период полураспада многих радиоактивных элементов длится многие сотни, тысячи, миллионы и даже миллиарды лет, можно представить себе, насколько долго сохранится радиоактивное загрязнение в районе ядерного взрыва. В случае же массированного применения ядерного оружия все живое на нашей планете может погибнуть.