ГЛАВА 37. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ. ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Принципы получения ядерной энергии. Почти сразу после открытия явления радиоактивности стало ясно, что внутри атомов запасена огромная энергия – ведь из покоящегося атома вылетают высокоэнергетические частицы. В 1907 г. сотрудник Резерфорда Фредерик Содди написал: «открытый нами недавно внутренний запас энергии в атомах ставит нас в то же положение, в котором первобытный человек находился по отношению к стихийной силе огня». Затем после открытия атомного ядра стало ясно, что основ- ная часть энергии атома сосредоточена в его ядре. Причем эта энергия содержится в ядре в виде очень большой потенциальной энергии взаимодействия протонов и нейтронов. Поэтому, при образовании ядра из отдельных нейтронов и протонов будет выделяться энергия (этот процесс аналогичен выделению скрытой теплоты плавления при переходе жидкости в твердое тело). Энергия будет выделяться также при образовании ядер с большей энергией связи нейтронов и протонов (энергии, которую необходимо затратить на разрыв всех связей между нейтронами и протонами этого ядра) из ядер с меньшей энергией связи.

На рис. 37.1 приведен график зависимости удельной энергии связи ядра - энергии, приходящейся на один нейтрон или протон в зави- симости от массового числа ядра A (т.е. от суммарного количества нейтронов и протонов). Как следует из этого рисунка, максимальной энергией связи обладают ядра с массовым числом A = 60. Поэтому, если осуществить реакцию образования ядер среднего веса из легких или тяжелых, то мы получим выигрыш в энергии. Кроме того, из графика рис. 37.1 следует, что изменение энергии связи ядра при переходе от легких ядер к средним, больше изменения связи при переходе от тяжелых ядер к средним. Поэтому реакция слияния легких ядер даст больший выигрыш в энергии, чем распад тяжелых. Но как осуществить такие процессы? Чтобы образовать среднее ядро из легких, их нужно сблизить до очень маленьких расстояний, когда ядерные силы станут больше сил кулоновского отталкивания.