ядерная энергия это:

ядерная энергия
я́дерная эне́ргия
(атомная энергия), внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций деления тяжёлых ядер и реакций термоядерного синтеза лёгких ядер.
* * *
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ
Я́ДЕРНАЯ ЭНЕ́РГИЯ (атомная энергия), внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций деления тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза легких ядер.
* * *
Я́ДЕРНАЯ ЭНЕ́РГИЯ (атомная энергия), внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при ядерных превращениях (ядерных реакциях (см. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ)).
Энергия связи ядра. Дефект массы
Нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре прочно удерживаются ядерными силами (см. ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ). Чтобы удалить нуклон из ядра, надо совершить большую работу, т. е. сообщить ядру значительную энергию. Под энергией связи (см. ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ) ядра понимают энергию, которая необходима для полного расщепления ядра на отдельные нуклоны. На основании закона сохранения энергии можно утверждать, что энергия связи равна энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц. Энергия связи атомных ядер очень велика по сравнению с энергией связи электронов с атомным ядром.
Определить энергию связи ядра можно, зная массу ядра и массы частиц —протонов и нейтронов, из которых оно состоит. Существует т. н. дефект массы (см. ДЕФЕКТ МАССЫ): масса покоя ядра всегда меньше суммы масс покоя входящих в него нуклонов. Энергия связи ядер вычисляется с помощью известного соотношения Эйнштейна для связи энергии Е и массы m: E = mc 2 (где с —скорость света) и равна произведению дефекта массы (т. е. суммарной массы свободных нуклонов минус масса ядра) на квадрат скорости света.
Удельная энергия связи
Важную информацию о свойствах ядер дает знание удельной энергии связи ядра, т. е. энергии связи, приходящейся на один нуклон. Она определяется делением энергии связи на массовое число (см. МАССОВОЕ ЧИСЛО), равное числу нуклонов в ядре. С увеличением массового числа удельная энергия связи, начиная с гелия, сначала слабо растет, достигает максимума в области железа (массовое число 56), после чего плавно снижается. Для большинства химических элементов (за исключением самых легких ядер) эта энергия примерно равна 8 МэВ/нуклон. Наиболее устойчивыми являются ядра, обладающие самой большой удельной энергией связи, т. е. железо и близкие к нему химические элементы периодической системы.
Рост энергии связи легких элементов с увеличением атомного номера (см. АТОМНЫЙ НОМЕР) происходит из-за того, что значительная доля нуклонов этих элементов находится на периферии ядра. Каждый нуклон из-за короткодействия ядерных сил взаимодействует лишь с небольшим числом соседних нуклонов, и чем меньше массовое число, тем меньше число нуклонов участвует в полноценной ядерной связи со своими соседями. Уменьшение удельной энергии связи у тяжелых ядер обусловлено растущей с увеличением атомного номера энергией отталкивания протонов и означает относительную неустойчивость таких ядер. Становится энергетически выгодно их деление. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций деления тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза —слияния легких ядер; и те, и другие реакции сопровождаются выделением энергии.
Механизм деления ядер
В тяжелых ядрах, наряду с большими силами электрического отталкивания, стремящимися разорвать ядро на части, действуют еще значительные ядерные силы, которые удерживают ядро от распада.
Под влиянием поглощенного нейтрона ядро возбуждается и начинает деформироваться, приобретая вытянутую форму. Оно растягивается до тех пор, пока силы отталкивания половинок ядра не начинают преобладать над силами притяжения, действующими в перешейке. В результате ядро разрывается на две части (так называемые осколки). Под действием кулоновского отталкивания осколки разлетаются со скоростью, равной 1/30 скорости света; одновременно испускается излучение высокой частоты. Большая часть выделяемой энергии приходится на кинетическую энергию осколков.
Ядерная цепная реакция
Не все ядра способны к делению. Наиболее легко делится изотоп урана 23592U, составляющий всего 1/140 от более распространенного изотопа 23892U. Это деление вызывается как медленными, так и быстрыми нейтронами, попавшими в ядро. При каждом акте деления ядра испускается 2—3 нейтрона, которые в свою очередь могут вызывать деление других ядер. В результате возникает ядерная цепная реакция (см. ЯДЕРНЫЕ ЦЕПНЫЕ РЕАКЦИИ). Она сопровождается выделением огромной энергии. При делении одного ядра выделяется около 200 МэВ. При полном же делении ядер, находящихся в 1 г урана, выделяется энергия 2,3*104 кВт·ч. Это эквивалентно энергии, получаемой при сгорании 3 т угля или 2,5 т нефти.
Управляемая реакция деления ядер используется в ядерных реакторах (см. ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР). Вероятность захвата ядрами урана медленных нейтронов с последующим делением ядер в сотни раз больше, чем быстрых. Поэтому в ядерных реакторах, работающих на естественном уране, используются замедлители нейтронов (см. ЗАМЕДЛИТЕЛЬ НЕЙТРОНОВ). Лучшим замедлителем нейтронов является тяжелая вода (см. ТЯЖЕЛАЯ ВОДА). Хорошим замедлителем считается также графит, ядра которого не поглощают нейтронов. Цепная реакция начинает идти, как только масса делящегося вещества превышает некую критическую массу (см. КРИТИЧЕСКАЯ МАССА). Управление реактором осуществляется при помощи стержней, содержащих кадмий или бор, являющиеся хорошими поглотителями нейтронов.
Неуправляемая цепная реакция осуществляется в атомной бомбе. Для того, чтобы происходило практически мгновенное выделение энергии (ядерный взрыв), реакция должна идти на быстрых нейтронах (без замедлителей). Взрывчатым веществом служит чистый уран 23592U или плутоний 23994Pu.
Термоядерные реакции
Выделение энергии при слиянии ядер легких атомов дейтерия (см. ДЕЙТЕРИЙ), трития (см. ТРИТИЙ)или лития (см. ЛИТИЙ)с образованием гелия происходит в ходе термоядерных реакций (см. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ). Эти реакции называются термоядерными, так как могут протекать лишь при очень высоких температурах. В противном случае, силы электрического отталкивания не позволяют ядрам сблизиться настолько, чтобы начали действовать ядерные силы притяжения. Реакции ядерного синтеза являются источником звездной энергии. Эти же реакции протекают при взрыве водородной бомбы.
Осуществление управляемого термоядерного синтеза (см. УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ (УТС)) на Земле сулит человечеству новый, практически неисчерпаемый источник энергии. Наиболее перспективна в этом отношении реакция слияния дейтерия и трития. Экономически выгодная реакция может идти только при нагревании реагирующих веществ до температуры порядка 108 К при большой плотности вещества (1014-1015 частиц в 1 см3). Такие температуры могут быть достигнуты путем создания в плазме (см. ПЛАЗМА) мощных электрических разрядов. Основная трудность заключается в том, чтобы удержать плазму столь высокой температуры внутри установки в течение 0,1—1,0 с. Из-за неустойчивости высокотемпературной плазмы эта задача пока остается нерешенной, и в качестве промышленного источника ядерной энергии в настоящее время используются только реакции деления ядер.

Энциклопедический словарь. 2009.

Смотреть что такое "ядерная энергия" в других словарях:

  • Ядерная энергия — (атомная энергия)  это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях. Атомные электростанции, вырабатывающие эту энергию, производят 13–14% мирового электричества[1]; при этом не прекращаются дебаты об её… …   Википедия

  • ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — (атомная энергия) внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при ядерных превращениях (ядерных реакциях). энергия связи ядра. дефект массыНуклоны (протоны и нейтроны) в ядре прочно удерживаются ядерными силами. Чтобы удалить нуклон из ядра,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — (атомная энергия), внутр. энергия ат. ядра, выделяющаяся при ядерных превращениях. Энергия, к рую необходимо затратить для расщепления ядра на составляющие его нуклоны, наз. энергией связи ядра ?св. Это макс. энергия, к рая может выделиться.… …   Физическая энциклопедия

  • ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ, ЭНЕРГИЯ, выделяемая в процессе ядерной реакции как результат перехода МАССЫ в энергию так, как описано в уравнении: Е=mс2 (где Е энергия, m масса, с скорость света); оно было выведено А. ЭЙНШТЕЙНОМ в его ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — (атомная энергия) см. () () …   Большая политехническая энциклопедия

  • ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — (атомная энергия), внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных реакциях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций деления тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза легких ядер (смотри… …   Современная энциклопедия

  • ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ — (атмная энергия) внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций деления тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза легких ядер …   Большой Энциклопедический словарь

  • Ядерная энергия — (атомная энергия), внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных реакциях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций деления тяжелых ядер и реакций термоядерного синтеза легких ядер (смотри… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • Ядерная энергия — внутренняя энергия атомного ядра, связанная с движением и взаимодействием образующих ядро нуклонов (нейтронов и протонов). Выделяется в процессе радиоактивного распада или ядерных реакций деления и синтеза. Быстрое освобождение ядерной энергии… …   Морской словарь

  • Ядерная энергия — Nuclear energy внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при ядерном делении или ядерных реакциях. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 …   Термины атомной энергетики

  • ядерная энергия — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN nuclear energy Energy released by nuclear fission or nuclear fusion. (Source: MGH) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] Тематики охрана окружающей среды… …   Справочник технического переводчика

Книги

  • Ядерная энергия, Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles!Ядерная энергия (атомная энергия) — это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях. Атомные электростанции,… Подробнее  Купить за 1382 руб
  • Ядерная силовая установка, Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles!Ядерная силовая установка (ЯСУ) — силовая установка, работающая на энергии цепной реакции деления ядра. Состоит из ядерного реактора и паро- или… Подробнее  Купить за 1125 руб
  • Чернобыль. Фотоальбом, Губарев Владимир. Сигнал тревоги, прозвучавший в мирной ночи на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 года в 1 час 23 минуты, всколыхнул весь мир. Он стал грозным предупреждением человечеству о… Подробнее  Купить за 576 руб
Другие книги по запросу «ядерная энергия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»