СЛОВАРЬ ЮНОГО ФИЗИКА

ИГОРЬ ВАСИЛЬЕВИЧ КУРЧАТОВ (1903— 1960)

Советский ученый, академик, трижды Герой Социалистического Труда.

Родился на Урале, в городе Сим, в семье землемера. Вскоре его семья переехала в Крым, где Игорь поступил в Симферопольскую гимназию. Окончив ее с золотой медалью, он продолжил учебу на физико-математическом факультете Крымского университета, выполнив за три года четырехлетнюю учебную программу. С 1925 г. И. В. Курчатов работает в Физико-техническом институте в Ленинграде под руководством академика А. Ф. Иоффе.

Свою научную работу Курчатов начал с изучения природы диэлектриков. Вскоре ему удалось сделать важное открытие — обнаружить новое физическое явление, названное сегнетоэлектричеством .

Наукой было установлено, что быстрые нейтроны способны разрушать ядра урана. При этом выделяется много энергии и образуются новые нейтроны, способные продолжать процесс деления ядер урана. В лаборатории И. В. Курчатова Г. Н. Флеров и К. А. Петржак обнаружили, что атомные ядра урана могут делиться и без помощи нейтронов; так было установлено самопроизвольное (спонтанное) деление урана.

И. В. Курчатов был выдающимся организатором советской науки, умеющим объединять усилия больших научных коллективов для решения важнейших государственных проблем. С 1943 г. он возглавлял научные работы, связанные с использованием атомной энергии. Под его руководством был сооружен первый в СССР циклотрон (1944) и первый в Европе атомный реактор (1946), созданы атомная (1949) и термоядерная (1953) бомбы, построена первая в мире промышленная атомная электростанция (1954).

Вслед за этим Курчатов одним из первых в нашей стране приступил к изучению физики атомных ядер. В 1934 г. он открыл явление разветвления ядерных реакций, вызываемых начаты исследования по управляемо- нейтронной бомбардировкой, и исследуему термоядерному синтезу.

Исходя из энергии деления Е ~ 200 МэВ, нетрудно подсчитать, что на производство 1 Мвт-суток тепловой энергии в реакторе расходуется (делится) примерно 1 г урана по сравнению с 3 т обычного топлива (Мвт-сутки — это энергия, выделяемая источником мощностью миллион ватт за 1 сутки).

Ядерная энергетика синтеза основана на синтезе легких ядер, протекающем при высоких температурах Т ^ 100-106 К, когда реагирующая среда является полностью ионизированным газом — плазмой (см. Термоядерный синтез).

Изучаются различные схемы удержания горячей плазмы.

Первые опытные энергетические реакторы синтеза — термоядерные реакторы —, вероятно, будут построены к концу этого века.

Первая АЭС с реактором деления была построена и пущена в СССР, в городе Обнинске, в 1954 г. К 1984 г. мощность действующих АЭС в мире превышает 200 млн. кВт (эл) и составляет около 10% всех электрогенери- рующих мощностей. В большинстве атомных электростанций используются ядерные реакторы на тепловых нейтронах с легкой водой в качестве замедлителя и теплоносителя, а также реакторы с графитовым или тяжеловодным замедлителем и охлаждением водой, углекислым газом, гелием. Ядерные реакторы используют на крупном морском транспорте (ледоколы, подводные лодки), на спутниках Земли. В современных реакторах на тепловых нейтронах сжигается (делится) 235U, так что, с учетом потерь, используется только около 0,5% всего добываемого урана.

Однако запасы урана в месторождениях с высокой его концентрацией в руде (0,1% и более) невелики — 10—20 млн. т, так что по мере роста мощностей АЭС пришлось бы использовать все более бедные руды с соответствующим удорожанием ядерной энергии..

Такое расширенное воспроизводство ядерного горючего обеспечивается в реакторах-размножителях на быстрых нейтронах. Для их охлаждения нельзя использовать воду, являющуюся хорошим замедлителем нейтронов; приходится применять с этой целью жидкий металл — натрий.

В настоящее время мировое производство энергии соответствует сжиганию около 10 млрд. т обычного топлива в год. В следующем веке эта величина, вероятно, возрастет в несколько раз. Ядерная энергетика способна обеспечить длительное развитие человечества без ограничений со стороны топливных ресурсов.