|
|
Так как почти вся энергия атомов
сосредоточена в их ядрах, то правильнее ее называть не атомной, а ядерной энергией.
Когда стало известно, что в ядре атома заключается отрем на я энергия, этот
факт привлек к себе вшшагае ученых всего мира. В изучение атомного ядра
внесли значительный вклад советские учение И. В. Курчатов, И. Е. Та мм, А. И.
Алиханов, Я. И. Френкель, Д. Д. Иввдежсо, A. IL Александров и др.
Все мды энергии, которые были известны ранее, обусловлены
двумя видами сил — либо электрическими, либо силами тяготения
(гравитационными)- Силы, действующие внутри ядра атома, назвали ядерными.
Вопрос о связи между энергией и массой любого вещества был
решен принципиально после создания А. Эйнштейном теории относительности. А.
Эйнштейн показал, что источником энергии может быть любое вещество.
Физическая сущность этого уравнения состоит в том, что в
природе нет нематериального движения, как нет н не может быть материи без
движения. Материя и движение неотделимы друг от друга.
Энергия, которую необходимо затратить для разрушения ядра
и разделения его на свободные нуклоны (без сообщения им кинетической
энергии), назвааа энергией связи ядра, она идет на совершение работы против
ядерных сил. Чем сильнее взаимодействуют нуклоны между собой в данном ядре,
тем большую работу нужно совершить для его разрушения.
При обратном процессе — процессе образования ядра ив
свободных нуклонов — ядерные силы соверпают работу, поэтому и в процессе
образования ядра также выделяется энергия. Высвобождаемая при этом энергия в
миллионы раз превышает анергию, которая выделяется при образовании молекулы
нэ атомов или атомов из ядра и электронов.
Разность между суммой масс свободных нуклонов и массой
ядра называется дефектом массы атошюго ядра.
Прочность различных ядер не одинакова. Наиболее прочными
явл-яются ядра с числом нуклонов около 60; легкие ядра (с меньшим числом
нуклонов) и талгелые (с большим числам нуклонов) менее прочны.
Из данных следуют важные выводы. Во-первых, ядра атомов
химических элементов, расположенных в начале или в конце Периодической
системы элементов Д. И. Менделеева, имеют меньшую удельную энергию связи.
Энергия связи ядра водорода — протона, являющегося элементарной частицей,
равна нулю. Применяя выводы второго закона термодинамики (всякая система
стремится к такому устойчивому состоянию, когда его внутренняя потенциальная
энергия в данных условиях минимальна), следует сказать, что ядра средней
части Периодической системы являются наиболее устойчивыми, так как
наибольшему дефекту массы соответствует минимальный общий запас внутренней
энергии. Во-вторых, для ядер атомов элементов, расположенных в начале и в конце
Периодической системы, должна существовать определенная
вероятность перехода в более устойчивые состояния путем высвобождения части
потенциальной энергии либо при делении тяжелых ядер на более легкие
(«прочные») ядра, либо при соединении (синтезе) легких ядер в более тяжелые.
Оба эти пути высвобождения внутриядерной энергии и используются в ядерном
оружии. -- Процесс изменения структуры ядра называется ядерной реакцией.
Частицы или ядра атомов, последовательно вступающие во
взаимодействие, изображаются алгебраическими символами. Предположим, что одна
частица, обозначенная через а, взаимодействует с ядром X, образуя
промежуточное ядро С* (звездочка означает, что ядро содержит избыточную
внутреннюю энергию движения" нуклонов, называемую энергией возбуждения).
Это означает, что частица а вступает в реакцию, а частица
Ь является продуктом реакции. Под символами а и b могут быть нейтрон л,
а-частица, дейтрон rf, протон р и т. д. Реакция деления ядра под действием
нейтрона обозначается символом (п, /).
|