ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ

внутренняя энергия атомного ядра, вьщеляющаяся при ядерных превращениях. Обусловлена действием внутри атомных ядер сил притяжения между составляющими ядра нуклонами - протонами и нейтронами. Силы притяжения между нуклонами действуют только на очень небольших расстояниях, сопоставимых с размерами ядер (10-13 см). В результате действия ядерных сил при образовании ядер из протонов р и нейтронов пвьщеляется большое кол-во энергии, подобно тому, как при хим. р-циях вьщеляется энергия, соответствующая энергии возникающих хим. связей между атомами.
Полная энергия, высвобождающаяся при образовании ядра из нуклонов (она равна энергии связи ядра Е св, см. Ядро атомное )отвечает дефекту массы, т. е. уменьшению массы образовавшегося ядра по сравнению с общей исходной массой составляющих его протонов и нейтронов. Так, при образовании ядра 4 Не из двух протонов и двух нейтронов дефект массы равен ок. 0,0293 а. е. м. и эквивалентен выделению ок. 28 МэВ. Отношение энергии связи к числу составляющих ядро нуклонов Е св/А, где А - массовое число, наз. уд. энергией связи ядра.
Быстрое уменьшение сил ядерного притяжения между нуклонами с ростом расстояния приводит к слабой зависимости уд. энергии связи от массового числа ядра (рис.). У легких ядер уд. энергия связи невелика (ок. 7 МэВ/нуклон в случае 4 Не). С ростом А число соседей у каждого нуклона возрастает, и растет значение Е св/А. Оно достигает максимума при А = 50-60 (так, у ядер 56Fe Е св/A 8,5 МзВ/нуклон), а затем вновь убывает. Снижение уд. энергии связи с ростом Апроисходит довольно медленно, у ядер 738U Е св/A =7,4 МэВ/нуклон. Из этой зависимости следует, что экзотермич. являются р-ции ядерного синтеза (образование легких ядер из легчайших) и р-ции деления тяжелых ядер, а также спонтанный 6046-47.jpgраспад.

6046-46.jpg

Зависимость удельной энергии связи ядра от массового числа.

Энергия, освобождающаяся при образовании ядер из протонов и нейтронов в расчете на 1 моль, примерно в 109 раз больше, чем энергия, к-рая вьщеляется при хим. р-циях. Однако точно так же, как при проведении хим. р-ций обычно не удается освободить всю энергию, отвечающую энергии хим. связей атомов в образующихся соединениях, так и при проведении ядерных превращений вьщеляется энергия, значительно меньшая, чем Я. э., отвечающая всей энергии связи нуклонов в ядрах. Исключение составляют только процессы синтеза легких ядер (4 Не и др.), имеющие место, напр., в звездном в-ве. Так, по совр. представлениям, энергия Солнца обусловлена выделением энергии связи нуклонов в ядрах 4 Не, к-рые образуются в недрах Солнца из протонов и нейтронов в результате цикла последоват. превращений.
В земных условиях освободить и использовать Я. э. удается в двух процессах. Во-первых, при термоядерном синтезе, т. е. при синтезе ядер сравнительно легких элементов из еще более легких ядер, у к-рых энергия связи меньше. Примером такого процесса служит ядерная р-ция с участием двух ядер дейтерия, приводящая к образованию ядра 3 Не и выделению нейтрона. Во-вторых, высвобождение Я. э. наблюдается при делении тяжелых ядер (235U, 239Pu и др.) на два осколка - ядра элементов середины периодич. системы элементов, у к-рых энергия связи больше, чем у тяжелых ядер.
Первый способ реализован пока только в неуправляемом термоядерном взрыве т. наз. водородной бомбы. Попытки реализовать управляемый термоядерный синтез и в результате получать Я. э. в регулируемых условиях до сих пор к успеху не привели. Второй способ получения Я. э. осуществляется как при неуправляемом взрыве ядерного боеприпаса, так и благодаря управляемой ядерной цепной р-ции деления в ядерном реакторе (используется, как правило, 235U или 239 Ри). Во всех этих случаях удается освободить гл. обр. в виде тепловой энергии менее 10% общей энергии связи, отвечающей участвующим в превращениях ядрам. Тем не менее, Я. э., освобождающаяся в расчете на 1 моль подвергшегося превращению в-ва, в 106-107 раз превышает энергию, к-рую можно получить при проведении хим. превращения с 1 молем реагента (напр., при сжигании 1 моля углерода).
В ядерных превращениях Я. э. освобождается в виде кинетич. энергии частиц (новых синтезированных ядер, осколков деления и др.), движущихся с огромными скоростями, а также в виде жесткого электромагн. излучения (рентгеновского и у). Торможение частиц сопровождается переходом кинетич. энергии гл. обр. в тепловую.
В литературе, особенно издававшейся в 40-50-е гг. 20 в., часто вместо термина "Я. э." использовали термин "атомная энергия", что не вполне оправдано, т. к. речь идет именно об энергии, заключенной внутри ядра.

Лит.: Физические величины. Справочник, М., 1991.

С. С. Бердоносов.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Полезное


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


Поделиться ссылкой на выделенное

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