Меню
Разработки
Разработки  /  Физика  /  Разное  /  11 класс  /  Применение ядерных энергий в лучших целях

Применение ядерных энергий в лучших целях

Применение ядерных энергий в лучших целях. что такое ядернавя энергия

15.03.2018

Содержимое разработки

ЯДЕРНАЯ (АТОМНАЯ) ЭНЕРГИЯ ПРИМЕНЕНИЕ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ

Применение ядерной энергии в современном мире оказывается настолько важным, что если бы мы завтра проснулись, а энергия ядерной реакции исчезла, мир, таким как мы его знаем, пожалуй, перестал бы существовать. Мирное использование источников ядерной энергиисоставляет основу промышленного производства и жизни таких стран, как Франция и Япония, Германия и Великобритания, США и Россия. И если две последние страны еще в состоянии заместить ядерные источники энергии на тепловые станции, то для Франции, или Японии это попросту невозможно.

Использование атомной энергии создает много проблем. В основном все эти проблемы связаны с тем, что используя себе на благо энергию связи атомного ядра (которую мы и называем ядерной энергией), человек получает существенное зло в виде высокорадиоактивных отходов, которые нельзя просто выбросить. Отходы от атомных источников энергии требуется перерабатывать, перевозить, захоранивать, и хранить продолжительное время в безопасных условиях.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ, ПОЛЬЗА И ВРЕД ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ

Рассмотрим плюсы и минусы применения атомной-ядерной энергии, их пользу, вред и значение в жизни Человечества. Очевидно, что атомная энергия сегодня нужна лишь промышленно развитым странам. То есть, основное применение мирная ядерная энергия находит в основном, на таких объектах, как заводы, перерабатывающие предприятия, и т.п. Именно энергоемкие производства, удаленные от источников дешевой электроэнергии (вроде гидроэлектростанций) задействуют ядерные станции для обеспечения и развития своих внутренних процессов.

Аграрные регионы и города не слишком нуждаются в атомной энергии. Ее вполне можно заместить тепловыми и другими станциями. Получается, что овладение, получение, развитие, производство и использование ядерной энергии по большей части направлено на удовлетворение наших потребностей в промышленной продукции. Посмотрим, что это за производства: автомобильная промышленность, военные производства, металлургия, химическая промышленность, нефтегазовый комплекс, и т.д.

Современный человек хочет ездить на новой машине? Хочет одеваться в модную синтетику, кушать синтетику и упаковывать все в синтетику? Хочет ярких товаров разных форм и размеров? Хочет все новых телефонов, телевизоров, компьютеров? Хочет много покупать, часто менять оборудование вокруг себя? Хочет вкусно питаться химической едой из цветных упаковок? Хочет жить спокойно? Хочет слышать сладкие речи с телеэкрана? Хочет, чтобы танков было много, а также ракет и крейсеров, а еще снарядов и пушек?

Хочет?

И он все это получает. Неважно, что в конце расхождение между словом и делом приводит к войне. Неважно, что для его утилизации также нужна энергия. Пока что человек спокоен. Он ест, пьет, ходит на работу, продает и покупает.

А для всего этого нужна энергия. А еще для этого нужно очень много нефти, газа, металла и т.п. И все эти промышленные процессы нуждаются в атомной энергии. Поэтому кто бы что ни говорил, до тех пор, пока не будет запущен в серию первый промышленный реактор термоядерного синтеза, атомная энергетика будет только развиваться.

В плюсы ядерной энергии мы можем смело записать все то, к чему мы привыкли. К минусам – печальную перспективу скорой смерти в коллапсе исчерпания ресурсов, проблемах ядерных отходов, росте численности населения и деградации пахотных площадей. Иначе говоря, атомная энергетика позволила человеку еще сильнее начать овладевать природой, насилуя ее сверх меры настолько, что он за несколько десятилетий преодолел порог воспроизводства основных ресурсов, запустив между 2000 и 2010 годами процесс схлопывания потребления. Этот процесс объективно уже не зависит от человека.

Всем придется меньше есть, меньше жить и меньше радоваться окружающей природе. Здесь кроется еще один плюс-минус атомной энергии, который заключается в том, что страны, овладевшие атомом, смогут эффективнее перераспределять под себя скудеющие ресурсы тех, кто атомом не овладел. Более того, только развитие программы термоядерного синтеза позволит человечеству элементарно выжить. Теперь поясним на пальцах, что же это за «зверь» — атомная (ядерная) энергия и с чем ее едят.

Авария на Черно́быльской АЭС, катастрофа на Чернобыльской АЭС, чернобыльская авария, в СМИ чаще всего употребляются термины чернобыльская катастрофа или Чернобыль — разрушение 26 апреля 1986 года четвёртого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции, расположенной на территории Украинской ССР (ныне — Украина). Разрушение носило взрывной характер, реактор был полностью разрушен, и в окружающую среду было выброшено большое количество радиоактивных веществ. Авария расценивается как крупнейшая в своём роде за всю историю атомной энергетики, как по предполагаемому количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. В течение первых трёх месяцев после аварии погиб 31 человек; отдалённые последствия облучения, выявленные за последующие 15 лет, стали причиной гибели от 60 до 80 человек[1][2]. 134 человека перенесли лучевую болезнь той или иной степени тяжести. Более 115 тыс. человек из 30-километровой зоны были эвакуированы[2]. Для ликвидации последствий были мобилизованы значительные ресурсы, более 600 тыс. человекучаствовали в ликвидации последствий аварии[3].

В отличие от бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, взрыв напоминал очень мощную «грязную бомбу» — основным поражающим фактором стало радиоактивное заражение.

Облако, образовавшееся от горящего реактора, разнесло различные радиоактивные материалы, и прежде всего радионуклиды иода и цезия, по большей части территории Европы. Наибольшие выпадения отмечались на значительных территориях в Советском Союзе, расположенных вблизи реактора и относящихся теперь к территориям Республики Беларусь, Российской Федерации и Украины[4].

Чернобыльская авария стала событием большого общественно-политического значения для СССР. Всё это наложило определённый отпечаток на ход расследования её причин[5]. Подход к интерпретации фактов и обстоятельств аварии менялся с течением времени, и полностью единого мнения нет до сих пор.



МАССА, МАТЕРИЯ И АТОМНАЯ (ЯДЕРНАЯ) ЭНЕРГИЯ

Часто приходится слышать утверждение, что «масса и энергия одно и то же», или же такие суждения, будто выражение Е=mс2 объясняет взрыв атомной (ядерной) бомбы. Сейчас, когда вы получили первое представление о ядерной энергии и ее применении, было бы поистине неразумно сбивать вас с толку такими утверждениями, как «масса равна энергии». Во всяком случае, такой способ трактовки великого открытия не из лучших. По-видимому, это всего лишь острословие молодых реформистов, «Галилеев нового времени». На деле же предсказание теории, которое проверено многими экспери-ментами, говорит лишь о том, что энергия имеет массу.

Сейчас мы разъясним современную точку зрения и дадим небольшой обзор истории ее развития.
Когда энергия любого материального тела возрастает, его масса увеличивается, и мы приписываем эту дополнительную массу приросту энергии. Например, при поглощении излучения поглотитель становится горячее и его масса возрастает. Однако возрастание настолько мало, что остается за пределами точности измерений в обычных опытах. Напротив, если вещество испускает излучение, то оно теряет капельку своей массы, которая уносится излучением. Возникает более широкий вопрос: не обусловлена ли вся масса вещества энергией, т. е. не заключен ли во всем веществе громадный запас энергии? Много лет назад радиоактивные превращения на это ответили положительно. При распаде радиоактивного атома выделяется огромное количество энергии (в основном в виде кинетической энергии), а малая часть массы атома исчезает. Об этом ясно говорят измерения. Таким образом, энергия уносит с собой массу, уменьшая тем самым массу вещества.

Следовательно, часть массы вещества взаимозаменяема массой излучения, кинетической энергией и т. п. Вот почему мы говорим: «энергия и вещество способны частично к взаимным превращениям». Более того, мы теперь можем создавать частицы вещества, которые обладают массой и способны полностью превращаться в излучение, также имеющее массу. Энергия этого излучения может перейти в другие формы, передав им свою массу. И наоборот, излучение способно превращаться в частицы вещества. Так что вместо «энергия обладает массой» мы можем сказать «частицы вещества и излучение — взаимопревращаемы, а потому способны к взаимным превращениям с другими формами энергии». В этом и состоит создание и уничтожение вещества. Такие разрушительные события не могут происходить в царстве обычной физики, химии и техники, их следует искать либо в микроскопических, но активных процессах, изучаемых ядерной физикой, либо в высокотемпературном горниле атомных бомб, на Солнце и звездах. Однако было бы неразумно утверждать, что «энергия — это масса». Мы говорим: «энергия, как и вещество, имеет массу».

МАССА ОБЫЧНОГО ВЕЩЕСТВА

Мы говорим, что масса обычного вещества таит в себе огромный запас внутренней энергии, равной произведению массы на (скорость света)2. Но эта энергия заключена в массе и не может быть высвобождена без исчезновения хотя бы части ее. Как возникла столь удивительная идея и почему она не была открыта раньше? Ее предлагали и раньше — эксперимент и теория в разных видах,— но вплоть до двадцатого века изменение энергии не наблюдали, ибо в обычных экспериментах оно соответствует невероятно малому изменению массы. Однако сейчас мы уверены, что летящая пуля благодаря своей кинетической энергии имеет дополнительную массу. Даже при скорости 5000 м/сек пуля, которая в покое весила ровно 1 г, будет иметь полную массу 1,00000000001 г. Раскаленная добела платина массой 1 кг всего прибавит 0,000000000004 кг и практически ни одно взвешивание не сможет зарегистрировать эти изменения. Только когда из атомного ядра высвобождаются огромные запасы энергии или когда атомные «снаряды» разгоняются до скорости, близкой к скорости света, масса энергии становится заметной.

 

С другой стороны, даже едва уловимая разница масс знаменует возможность выделения огромного количества энергии. Так, атомы водорода и гелия имеют относительные массы 1,008 и 4,004. Если бы четыре ядра водорода смогли объединиться в одно ядро гелия, то масса 4,032 изменилась бы до 4,004. Разница невелика, всего 0,028, или 0,7%. Но она означала бы гигантское выделение энергии (преимущественно в виде излучения). 4,032 кг водорода дали бы 0,028 кг излучения, которое имело бы энергию около 600000000000 Кал.

Сравните это с 140 000 Кал, выделяющимися при соединении того же количества водорода с кислородом в химическом взрыве.
Обычная кинетическая энергия дает заметный вклад в массу очень быстрых протонов, получаемых на циклотронах, и это создает трудности при работе с такими машинами.

ПОЧЕМУ МЫ ВСЕ ЖЕ ВЕРИМ, ЧТО Е=MС2

Сейчас мы воспринимаем это как прямое следствие теории относительности, но первые подозрения возникли уже ближе к концу 19 века, в связи со свойствами излучения. Тогда казалось вероятным, что излучение обладает массой. А поскольку излучение переносит, как на крыльях, со скоростью с энергию, точнее, само есть энергия, то появился пример массы, принадлежащей чему-то «невещественному». Экспериментальные законы электромагнетизма предсказывали, что электромагнитные волны должны обладать «массой». Но до создания теории относительности только необузданная фантазия могла распространить соотношение m=Е/с2 на другие формы энергии.

Всем сортам электромагнитного излучения (радиоволнам, инфракрасному, видимому и ультрафиолетовому свету и т. д.) свойственны некоторые общие черты: все они распространяются в пустоте с одинаковой скоростью и все переносят энергию и импульс. Мы представляем себе свет и другое излучение в виде волн, распространяющихся с большой, но определенной скоростью с=3*108 м/сек. Когда свет падает на поглощающую поверхность, возникает теплота, показывающая, что поток света несет энергию. Эта энергия должна распространяться вместе с потоком с той же скоростью света. На деле скорость света именно так и измеряется: по времени пролета порцией световой энергии большого расстояния.

Когда свет падает на поверхность некоторых металлов, он выбивает электроны, вылетающие точно так же, как если бы их ударил компактный шарик. Энергия света, по всей видимости, распространяется концентрированными порциями, которые мы называем «квантами». В этом и заключается квантовый характер излучения, несмотря на то, что эти порции, по-видимому, создаются волнами. Каждая порция света с одной и той же длиной волны обладает единой и той же энергией, определенным «квантом» энергии. Такие порции мчатся со скоростью света (собственно, они-то и есть свет), перенося энергию и количество движения (импульс). Все это позволяет приписать излучению некую массу — каждой порции приписывается определенная масса.

При отражении света от зеркала теплота не выделяется, ибо отраженный луч уносит всю энергию, но на зеркало действует давление, подобное давлению упругих шариков или молекул. Если же вместо зеркала свет попадает на черную поглощающую поверхность, давление становится вдвое меньше. Это свидетельствует о том, что луч несет количество движения, поворачиваемое зеркалом. Следовательно, свет ведет себя так, как если бы у него была масса. Но можно ли откуда-то еще узнать, что нечто обладает массой? Существует ли масса по своему собственному праву, как, например, длина, зеленый цвет или вода? Или это искусственное понятие, определяемое поведением наподобие Скромности? Масса, на самом деле, известна нам в трех проявлениях:

  • А. Туманное утверждение, характеризующее количество «вещества», (Масса с этой точки зрения присуща веществу — сущности, которую мы можем увидеть, потрогать, толкнуть).

  • Б. Определенные утверждения, увязывающие ее с иными физическими величинами.

  • В. Масса сохраняется.

Остается определить массу через количество движения и энергию. Тогда любая движущаяся вещь с количеством движения и энергией должна иметь «массу». Ее массой должно быть (количество движения)/(скорость).

ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ

Общую теорию относительности считали теорией, которой следует пользоваться главным образом при рассмотрении больших областей мирового пространства, и полагали, что вряд ли эту теорию придется привлечь для описания событий, происходящих на Земле. В пользу таких утверждений, в частности, говорило то, что первыми, и долгое время единственными, опытными подтверждениями этой теории служили процессы в мировом пространстве. Однако под влиянием достижений ядерной физики эти взгляды изменились.
 
Хотя астрономические наблюдения и показали, что красное смещение линий в спектре Солнца имеет место, проверить, точно ли оно совпадает по величине со смещением, предсказываемым теорией относительности, не удалось. Наблюдения за спутником Сириуса также не дали окончательного ответа на этот вопрос. Надежды, связанные с измерением зависимости скорости течения времени от гравитационного поля с помощью радиоаппаратуры, помещенной на искусственных спутниках Земли, до сих пор не увенчались успехом, так как стабильность современных радиопередатчиков все еще приблизительно в 10 раз меньше, чем это необходимо для таких измерений.
 
Совершенно неожиданно удалось измерить разницу в скорости течения времени в лабораторных условиях. Это сделал в 1959 г. американский физик Паунд с сотрудниками. В качестве помещения для опытов он использовал башню физической лаборатории Джефферсона в Гарвардском университете. Это — вторая башня, вошедшая в историю физики (первой была пизанская, с которой связаны опыты Галилея). Остановимся подробнее на принципиальной стороне этих замечательных экспериментов.
 
Для всех микросистем характерно прежде всего то, что они могут находиться только в состояниях с определенной энергией; все состояния с промежуточными энергиями запрещены. Если микросистема переходит из одного энергетического состояния в другое, она излучает (или поглощает) всегда квант определенной энергии (фотон). Частота кванта v, а тем самым и частота излучаемой электромагнитной волны, связана с освобождающейся (или поглощающейся) энергией Е микросистемы по известной нам уже формуле E = hv

Излучение энергии микросистемой всегда происходит в виде неделимых квантов. Точно так же и поглощение энергии микросистемой возможно только определенными порциями. Микросистему удается перевести в состояние с большей энергией с помощью электромагнитного излучения лишь определенной частоты. В силу целого ряда причин, которые мы не будем анализировать, энергетические уровни в реальных микросистемах не определены точными значениями энергии, а имеют некоторую ширину. Это значит, что частота излучаемых или поглощаемых системой квантов может изменяться в определенных пределах. Если же частота кванта не укладывается в границы, обусловленные шириной энергетического уровня, то такой квант не может быть поглощен системой. С его помощью нельзя перевести систему в возбужденное состояние, хотя энергия кванта может быть даже больше, чем это необходимо для возбуждения системы. Так, например, не может произойти возбуждения изображенной на рис. 57 микросистемы с помощью кванта, энергия которого равна Е1так как для того чтобы перевести систему в энергетическое состояние E2, энергия кванта Е1 мала, а для перехода системы в состояние Е1 должна поглотиться только часть кванта, что невозможно, поскольку квант неделим.
 
Рассмотрим теперь конкретную микросистему, а именно: ядра атомов железа Fe57, имеющих массовое число А = 57. В ядре такого атома может быть уровень, который отстоит от основного уровня на 14,4 килоэлектронвольта (кэв). Рассмотрим теперь (мысленно) такой случай: имеются два образца железа Fe57. Предположим, что в первом из них ядра Fe57 находятся на первом возбужденном уровне, а во втором — на основном уровне. В идеальном случае могло бы происходить следующее. Ядра железа в первом образце могли бы спонтанно (самопроизвольно) переходить в основное состояние, излучая кванты с энергией, равной в точности 14,4 кэв. Излученные кванты могли бы поглощаться ядрами атомов Fe57 другого образца, которые благодаря этому перешли бы в первое возбужденное состояние. Таким образом, могло бы происходить резонансное поглощение излучения вторым образцом. Однако в реальных опытах дело обстоит сложнее: ядра Fe57 не свободны, а находятся в поле кристаллической решетки, они связаны друг с другом. Это вызывает различные дополнительные явления, которые препятствуют возникновению резонансного поглощения. Тем не менее при соблюдении определенных условий можно вызвать резонансное поглощение для ядер Fe57 в реальных условиях. Такое резонансное поглощение называют по имени его первооткрывателя эффектом Мёссбауэра.

ЯДЕРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

В некоторых экспериментах с ядрами массы атомов после бурных взрывов, складываясь, не дают ту же самую полную массу. Освобожденная энергия уносит с собой и какую-то часть массы; кажется, что недостающая часть атомного материала исчезла. Однако если мы припишем измеренной энергии массу Е/с2, то обнаружим, что масса сохраняется. Ядерные превращения , в которых запасы скрытой ядерной энергии переходят в другие виды энергии, играют большую роль в природе, а с 40 - х годов нашего века и в технике. Простейшие из таких превращений - это явления радиоактивного распада. Как отмечалось в § 215, энергия радиоактивных излучений превращается в конечном счете в тепло. Радиоактивное тепло имеет важное геологическое значение: распад содержащихся в земной коре урана, тория и калия является тем источником энергии, который обеспечивает высокую температуру в недрах Земли. Однако значение естественной радиоактивности как технического источника энергии ничтожно: все сколько-нибудь распространенные на Земле радиоактивные элементы распадаются слишком медленно, и способов ускорить их распад пока не существует. [1]

Ядерные превращения , в которых запасы скрытой ядерной энергии переходят в другие виды энергии, играют большую роль в природе, а с 40 - х годов нашего века и в технике. Простейшие из таких превращений - это явления радиоактивного распада. Как отмечалось в § 211, энергия радиоактивных излучений превращается в конечном счете в тепло. Радиоактивное тепло имеет важное геологическое значение: распад содержащихся в земной коре урана, тория и калия является тем источником энергии, который обеспечивает высокую температуру в недрах Земли. Однако значение естественной радиоактивности как технического источника энергии ничтожно: все сколько-нибудь распространенные на Земле радиоактивные элементы распадаются слишком медленно, и способов ускорить их распад пока не существует. [2]

Ядерные превращения  изучает новая область пауки - ядерная химия. [3]

Ядерные превращения , в которых запасы скрытой ядерной энергии переходят в другие виды энергии, играют большую роль в природе, а с 40 - х годов нашего века и в технике. Простейшие из таких превращений - это явления радиоактивного распада. Как отмечалось в § 215, энергия радиоактивных излучений превращается в конечном счете в тепло. Радиоактивное тепло имеет важное геологическое значение: распад содержащихся в земной коре урана, тория и калия является тем источником энергии, который обеспечивает высокую температуру в недрах Земли. Однако значение естественной радиоактивности как технического источника энергии ничтожно: все сколько-нибудь распространенные на Земле радиоактивные элементы распадаются слишком медленно, и способов ускорить их распад пока не существует. [4]

Ядерные превращения, в которых запасы скрытой ядерной энергии переходят в другие виды энергии играют большую роль в природе, а с. Простейшие из таких превращений -  это явления радиоактивного распада. [5]

Ядерные превращения , происходящие в галоидорганических соединениях, приводят, следовательно, к образованию радиоактивных изотопов, химическая форма которых отлична от химической формы облучаемого соединения. [6]

Ядерные превращения  основаны на взаимодействии элементарных частиц с ядрами атомов. Практическое значение для получения радиоактивных атомов, используемых в качестве индикаторов, имеют те ядерные реакции, которые дают хорошие выходы при сравнительно небольшой затрате труда и несложной технике. До начала исследований, завершившихся созданием атомной бомбы, практическая проблема получения меченых атомов, казалось, могла быть решена путем усовершенствования циклотрона. В то время было значительно легче написать статью на данную тему и можно было более определенно говорить о выходах реакций. [7]

Ядерные превращения , образующие данное, ядро. [8]

Ядерные превращения , образующие данное яд. [9]

Ядерные превращения , о которых пойдет речь, относятся именно к таким взаимодействиям. Поэтому для ядерных реакций справедлив закон сохранения четности. [10]

Ядерные превращения , в которых запасы скрытой ядерной энергии переходят в другие виды энергии, играют большую роль в природе, а с 40 - х годов нашего века и в технике. Простейшие из таких превращений - это явления радиоактивного распада. Как отмечалось в § 211, энергия радиоактивных излучений превращается в конечном счете в тепло. Радиоактивное тепло имеет важное геологическое значение: распад содержащихся в земной коре урана, тория и калия является тем источником энергии, который обеспечивает высокую температуру в недрах Земли. Однако значение естественной радиоактивности как технического источника энергии ничтожно: все сколько-нибудь распространенные на Земле радиоактивные элементы распадаются слишком медленно, и способов ускорить их распад пока не существует. [11]

Ядерные превращения типа звезды , вызываемые я-мезонами, показали, что кроме положительных я - мезонов существуют отрицательные я - - мезоны, которые легче поглощаются положительными ядрами атомов. На фотографии ( рис. 19.7) видны треки частиц, возникших при ядерном превращении легкого ядра под действием я - - мезона. Положительный я - мезон должен обладать значительно большей кинетической энергией, чтобы, преодолев кулонов-ское отталкивание ядра, проникнуть в него и вызвать ядерное превращение типа звезды. [12]

Ядерные превращения типа звезды , вызываемые л-мезона-ми, показали, что кроме положительных я - мезонов существуют отрицательные я - - мезоны, которые легче поглощаются положительными ядрами атомов. На фотографии ( рис. 19.7) видны треки частиц, возникших при ядерном превращении легкого ядра под действием я - - мезона. Положительный я - мезон должен обладать значительно большей кинетической энергией, чтобы, преодолев кулонов-ское отталкивание ядра, проникнуть в него и вызвать ядерное превращение типа звезды.



АННИГИЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВА

Мы привыкли думать о массе как о неизбежном свойстве материи, поэтом переход массы из вещества в излучение — от лампы к улетающему лучу света выглядит почти как уничтожение вещества. Еще один шаг — и мы с удивлением обнаружим то, что происходит на самом деле: положительный и отрицательный электроны, частички вещества, соединившись вместе, полностью превращаются в излучение. Масса их вещества превращается в равную ей массу излучения. Это случай исчезновения вещества в самом буквальном смысле. Как в фокусе, во вспышке света.

Измерения показывают, что (энергия, излучения при аннигиляции)/ с2 равна полной массе обоих электронов — положительного и отрицательного. Антипротон, соединяясь с протоном, аннигилирует, обычно с выбросом более легких частиц с большой кинетической энергией.

Аннигиляция - это Итак, перед нами стоит главный вопрос: «Аннигиляция – что такое это?». Аннигиляция представляет собой процесс столкновения двух элементов данного явления, а именно частицы и античастицы, и в результате этого феномена из двух противоположных элементарных частиц образуются новые частички, в корне отличающиеся от исходных. Подробное смысловое значение аннигиляции Впервые данное явление было обнаружено в 1930 году, однако окончательное подтверждение существования подобного процесса произошло только с открытием искусственной радиоактивности, при котором испускались позитроны, и весь процесс сопровождался выделением аннигиляционного y-излучения. Значение слова аннигиляция часто описывается как столкновение двух частиц: частицы и античастицы, которые при столкновении уничтожаются, образуют новые формы материи, однако это неверное истолкование данного феномена, которое довольно глубоко засело в научном обществе и порождает множество споров вокруг этого вопроса по сей день. Что такое аннигиляция по существу? Аннигиляция – это процесс образования новых форм материи из вещества и антивещества, частицы и античастицы. При данном процессе сохраняются исходные параметры взаимодействующих элементов, а именно: системная энергия частиц и их общая масса, количество момента движения, заряд и даже импульс. Так, при столкновении электрона с позитроном обе частицы не уничтожаются, а превращаются в фотоны, передавая им свою массу и энергию, ставшую, в этом случае, энергией фотона. Мы рассматриваем такое понятие, как аннигиляция. Что такое явление изменило в понимании мироустройства и в целом в понимании всей вселенной? Данный процесс носит значимый гносеологический смысл, в буквальном смысле слова разрушая ранние метафизические представления о некоторых аспектах неизменности материи, ведь теперь материя может превращаться из одной формы в другую. Аннигиляция раскрывает человечеству глаза на саму суть материи, утверждая, что невозможно точно разграничить различные виды материи, а при наличии ряда обстоятельств, энные частицы могут переходить из одной формы в другую. Электро-позитронная пара Процесс аннигиляции хорошо изучен на примере позитрон-электронной пары. Имея низкий энергетический заряд, сталкивающийся электрон и позитрон аннигилируют (в связи со своим состоянием) от двух до трех фотонов, а количество фотонов зависит от положения спинов частиц. При наличии нескольких МэВ в заряде электрона и позитрона может происходить аннигиляция многофотонного типа. Также данное явление изучалось на примерах нейтрон-антинейтронной и протон-антипротонной парах. Применение аннигиляции Продолжаем разбирать понятие «Аннигиляция». Что такое это, и какие важные явление заключает оно в себе? Также подробно разберем, как его можно использовать? Данное явление используют физики по всему миру в теории относительности. Именно путем аннигиляции переводят энергию «Е» (нулевую) в энергию кинетического типа, для реагирующих продуктов. Столкновение частицы и античастицы всегда сопровождается мощнейшим выбросом энергии, например, при столкновении электрона и позитрона. Однако в современности данный способ получения энергии не используется из-за ряда причин, например, запредельных цен на антивещество и особенностей способов хранения антивещества. Энергия и аннигиляция, что такое таится в этом процессе? Просто колоссальные энергитические ресурсы! Было определено и подсчитано, что взаимодействие 1 кг материи с таким же количеством антиматерии приведет к выделению количества энергии, равному приблизительно 1,8х1017 джоуль энергии. Подобное количество энергии вырабатывается при взрыве тринитротулуола в количество 47 мегатонн

СОЗДАНИЕ ВЕЩЕСТВА

Сейчас, когда мы научились распоряжаться высокоэнергетическим излучением (сверхкоротковолновыми рентгеновскими лучами), мы можем приготовить из излучения частицы вещества. Если такими лучами бомбардировать мишень, они дают иногда пару частиц, например положительный и отрицательный электроны. И если снова воспользоваться формулой m=Е/с2 как для излучения, так и для кинетической энергии, то масса будет сохраняться.

Заключение

Повсеместное применение ядерной энергии началось благодаря научно-техническому прогрессу не только в военной области, но и в мирных целях. Сегодня нельзя обойтись без нее в промышленности, энергетике и медицине. Вместе с тем, использование ядерной энергии имеет не только преимущества, но и недостатки. Прежде всего, это опасность радиации, как для человека, так и для окружающей среды. Применение ядерной энергии развивается в двух направлениях: использование в энергетике и использование радиоактивных изотопов. Изначально атомную энергию предполагалось использовать только в военных целях, и все разработки шли в этом направлении. Использование ядерной энергии в военной сфере Большое количество высокоактивных материалов используют для производства ядерного оружия. По оценкам экспертов, ядерные боеголовки содержат несколько тонн плутония. Ядерное оружие относят к оружию массового поражения, потому что оно производит разрушения на огромных территориях. По радиусу действия и мощности заряда ядерное оружие делится на: Тактическое. Оперативно-тактическое. Стратегическое. Ядерные боеприпасы делят на атомные и водородные. В основу ядерного оружия положены неуправляемые цепные реакции деления тяжелых ядер и реакции термоядерного синтеза. Для цепной реакции используют уран либо плутоний. Хранение такого большого количества опасных материалов – это большая угроза для человечества. А применение ядерной энергии в военных целях может привести к тяжелым последствиям.



-70%
Курсы повышения квалификации

Профессиональная компетентность педагогов в условиях внедрения ФГОС

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
1200 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Применение ядерных энергий в лучших целях (120.5 KB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт