СОДЕРЖАНИЕ | СЛЕДУЮЩИЙ РАЗДЕЛ

Тема 9. “Основы атомной и ядерной физики”

Вопросы:
1)Можно ли, не проводя химической реакции, превратить один химический элемент в другой, например азот в кислород?
2)Правильно ли, с точки зрения физической науки, название бомбы «атомная», сброшенной на японский город Хиросима?
3)Энергия атома или атомного ядра превращается в электрическую энергию на атомной электростанции?
4)Что является источником энергии Солнца?
Для того, чтобы ответить на эти вопросы и другие вопросы, необходимо знать следующее:
1. атом состоит из положительно заряженного ядра и электронов, имеющих отрицательный заряд, причем, их суммарный заряд равен заряду ядра, поэтому атом не заряжен;
2. ядро атома имеет сложное строение на что указывает радиоактивность тяжелых химических элементов, таких как уран. (Радиоактивность – это самопроизвольный распад ядер тяжелых элементов, сопровождаемый излучением, в состав которого входят ?-лучи – поток ?-частиц, ядер гелия; ?-лучи – поток релятивистских электронов и ?-лучи – высокочастотное электромагнитное излучение или электромагнитные волны большой частоты). Ядро атома состоит из протонов – ядер легкого водорода, с зарядом +1 и массовым числом равным 1 ( ) и нейтронов – частиц, не имеющих электрического заряда и с массовым числом равным 1 ( ) (М – массовое число ядра – это целая часть атомной массы химического элемента в таблице Менделеева, определяет количество протонов и нейтронов или нуклонов – ядерных частиц в ядре атома). , где М – массовое число ядра атома, Z – количество протонов, N – количество нейтронов. Z – можно определить по таблице Менделеева – это порядковый номер химического элемента – .
3. Ядерные реакции – это изменения атомных ядер при взаимодействии их с элементарными частицами или друг с другом. Например, при взаимодействии ядер азота с ядрами гелия образуются ядра изотопа кислорода и выделяются протоны, т.е. ; так без химической реакции один элемент можно превратить в другой под действием ?-частиц, под действием нейтронов ядра тяжелых элементов превращаются в ядра элементов середины таблицы Менделеева с выделением энергии и вторичных нейтронов,
т.е. – при реакции деления тяжелого ядра выделяется энергия и если число делений будет очень большим, то энергия выделится колоссальная, которую можно использовать в военных целях.
Если число делений уменьшить, то количество энергии тоже уменьшится и ее можно использовать в мирных целях. При определенных условиях, из-за выделения вторичных нейтронов, число делений может неограниченно увеличиваться и реакция деления тяжелого ядра превращается в неуправляемую цепную ядерную реакцию, которая имеет место при взрыве атомной бомбы.
Поэтому ее правильно надо бы называть ядерной, т.к. при ее взрыве освобождается энергия деления тяжелых ядер.
Управляемую цепную ядерную реакцию деления, в которой число делений можно регулировать, проводят в ядерном реакторе, устанавливаемом на атомной электростанции, так что и атомная станция должна называться ядерной, поскольку на ней используется ядерная реакция деления тяжелого ядра.
В недрах звезд, в их числе и Солнца, протекает термоядерный синтез, в котором при очень высокой температуре объединяются ядра изотопов водорода, образуя ядро гелия. При этом объединении выделяется еще большая энергия, чем при делении тяжелого ядра – эта энергия и есть энергия звезд, а значит и Солнца:
4. при ядерной реакции выполняются законы сохранения заряда ядер и массового числа атомных ядер, например, закон сохранения заряда: до реакции 5+0=5, после реакции 3+2=5; законы сохранения массового числа: 10+1=11 до реакции, и 7+4=11 – после реакции.


СОДЕРЖАНИЕ | СЛЕДУЮЩИЙ РАЗДЕЛ
Hosted by uCoz