Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика. Физика элементарных частиц. Кузнецов С.И. - 108 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

108
что этот процесс сопровождается появлением нейтронов, способных
вызывать деление других ядер урана, –
цепная реакция деления. Таким
образом, один нейтрон может дать начало разветвленной цепи делений
ядер, причем число ядер, участвующих в реакции деления будет экспо-
ненциально возрастать. Открылись перспективы использования цепной
реакции деления
в двух направлениях:
• управляемая ядерная реакция деления – создание атомных реак-
торов;
• неуправляемая ядерная реакция деления – создание ядерного
оружия.
В 1942 г. в США был построен первый ядерный реактор. В СССР
первый реактор был запущен в 1946 г. В настоящее время тепловая и
электрическая энергия вырабатывается в сотнях ядерных реакторов, ра-
ботающих в различных странах мира.
Как видно из рис. 4.2, с ростом значения А удельная энергия связи
увеличивается вплоть до А ≈ 50. Это поведение можно объяснить сло-
жением сил; энергия связи отдельного нуклона усиливается, если его
притягивают не один или два, а несколько других нуклонов. Однако в
элементах со значениями массового числа больше А ≈ 50 удельная энер-
гия связи постепенно уменьшается с ростом А. Это связано, с тем, что
ядерные силы притяжения являются короткодействующими радиусом
действия порядка размеров отдельного нуклона. За пределами этого ра-
диуса преобладают силы электростатического отталкивания. Если два
протона удаляются более чем на 2,5⋅10
−15
м, то между ними преоблада-
ют силы кулоновского отталкивания, а не ядерного притяжения.
Следствием такого поведения удельной энергии связи в зависимо-
сти от А является существование двух процессов − синтеза и деления
ядер. Рассмотрим взаимодействие электрона и протона. При образова-
нии атома водорода высвобождается энергия 13,6 эВ и масса атома во-
дорода оказывается на 13,6 эВ меньше суммы масс свободного электро-
на и протона. Аналогично, масса двух легких ядер превышает мaccу по-
сле их соединения на ΔМ. Если их соединить, то они сольются с выде-
лением энергии ΔМс
2
. Этот процесс называется синтезом ядер. Раз-
ность масс может превышать 0,5 %.
Если расщепляется тяжелое ядро на два более легких ядра, то их
масса будет меньше массы родительского ядра на 0,1 %. У тяжелых
ядер существует тенденция к делению на два более легких ядра с выде-
лением энергии. Энергия атомной бомбы и ядерного реактора пред-
ставляет собой энергию, высвобождающуюся при делении ядер.
Энергия водородной бомбы − это энергия, выделяющаяся при ядерном

Страницы