42. Відомі екзотермічні ядерні реакції, що вивільняють ядерну енергію.

Зазвичай для отримання ядерної енергії використовують ланцюгову ядерну реакцію поділу ядер урану-235 або плутонію. Ядра діляться при попаданні в них нейтрона, при цьому виходять нові нейтрони і осколки поділу. Нейтрони ділення і осколки поділу мають велику кінетичної енергією. В результаті зіткнень осколків з іншими атомами ця кінетична енергія швидко перетворюється в тепло.

Іншим способом вивільнення ядерної енергії є термоядерний синтез. При цьому два ядра легких елементів з'єднуються в одне важке. Такі процеси відбуваються на Сонці.

Багато атомні ядра є нестійкими. З плином часу частина таких ядер мимовільно перетворюються в інші ядра, вивільняючи енергію. Таке явище називають радіоактивним розпадом.

44. Я́дерна енерге́тика (атомна енергетика) — галузь енергетики, що використовує ядерну енергію для електрифікації і теплофікації; область науки і техніки, що розробляє методи і засоби перетворення ядерної енергії в електричну і теплову. Основа ядерної енергетики — атомні електростанції, які забезпечують близько 6 % світового виробництва енергії та 13-14 % електроенергії. За даними МАГАТЕ у 2007 році у світі працювало 439 промислових ядерних реакторів^[1], розташованих на території 31 країни^[2]. Було збудовано також понад 150 суден з ядерними енергетичними установками.

Перша атомна електростанція (5 МВт), що поклала початок використанню ядерної енергії в мирних цілях, була пущена в СРСР у 1954. За прогнозами фахівців, частка ядерної енергетики в загальній структурі вироблення електроенергії у світі буде безупинно зростати за умови реалізації основних принципів концепції безпеки атомних електростанцій. Головні принципи цієї концепції — істотна модернізація сучасних ядерних реакторів, посилення мір захисту населення і навколишнього середовища від шкідливого техногенного впливу, підготовка висококваліфікованих кадрів для атомних електростанцій, розробка надійних сховищ радіоактивних відходів тощо.

термоядерний синтез (УТС) - синтез більш важких атомних ядер з більшлегких з метою отримання енергії, який, на відміну від вибухового термоядерногосинтезу (використовуваного в термоядерних вибухових пристроях), носитькерований характер. Керований термоядерний синтез відрізняється від традиційноїядерної енергетики тим, що в останній використовується реакція розпаду, в ході якої з важких ядер виходять більш легкі ядра. В основних ядерних реакціях, які планується використовувати в цілях здійснення керованого термоядерногосинтезу, будуть застосовуватися дейтерій (2H) і тритій (3H), а в більш віддаленійперспективі гелій-3 (3He) і бор-11 (11B).

45. Явище спонтанного випускання хімічними елементами випромінювання, що має велику проникну здатність та іонізувальні властивості, називають прородною радіоактивністю, а такі елементи стали називати радіоактивними.

Уперше це явище відкрив 1896 року Беккерел в урані, а через два роки Марія Склодовська-Кюрі відкрила її у радії, полонії і торії. Наразі відомо, що радіоактивними є всі хімічні елементи, таблиці Меделеєва після свинцю, а також деякі ізотопи, що стоять перед свинцем.

На початку ХХ ст. англійський фізик Резерфорд пропустив сильне випромінювання радіоактивних елементів через сильне магнітне поле, внаслідок чого потік частинок ядер розділився на три потоки, які Резерфорд назвав a-, b-частинками, g-променями.

Як з'ясувалося пізніше, потік a-частинок є потоком ядер гелію. Вони мають малу проникну здатність, але найбільшу іонізувальну здатність. Листок паперу чи одяг затримують їх повністю.

b-частинки є виявились потоком дуже швидких електронів, які рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Вони мають більшу проникну здатність, навіть пластинка з алюмінію завтовшки в декілька міліметрів не повністю їх затримує. g-промені виявились електромагнітними хвилями з дуже малою довжиною хвилі, на багато меншою, ніж довжина хвилі видимого світла і навіть рентгенівських променів. Вони мають дуже велику проникну здатність. Пластинка з свинцю завтовшки 1 см затримує їх не повністю.

На основі спостережень та експериментів учені встановили, що радіоактивність супроводжується довільним перетворенням одних ядер в інші і випромінюванням різних частинок.

Перетворення ядер відбувається за правилом зміщення, яке вперше сформулював Содді: під час a - розпаду ядро втрачає позитивний заряд 2е, і маса його зменшується приблизно на чотири атомні одиниці маси. У результаті елемент зміщується н адві клітинки до початку періодичної системи:

У випадку b - розпаду з ядра вилітає електрон. Тому заряд збільшується на одиницю, а маса залишається майже незмінною:

+Види/радіоактивних випромінювань. Їх ділять на дві групи: кор-пускулярні (лат. корпускулум – частинка) і квантові –електромаг-нітні випромінювання за рахунок польової форми матерії – елек-тромагнітні поля з надзвичайно високими частотами коливань і швидкостями близькими до світлової (300000 км/с).

Корпускулярні випромінювання виникають при русі елемен-тарних частинок – електронів, позитронів, протонів, нейтронів та інших, яких відомо тепер біля двох тисяч – гіперони, мезони, ней-трино, враховуючи античастинки, а також ядер атомів, наприклад альфа частки (α) – ядра атомів гелію (4Не2). Дія таких випроміню-вань пов'язана з кінетичною енергією (Е) частинки з певною масою (m) та її швидкістю руху (V): Е=mV2/2. Це перед усім випроміню-вання: бета (β) – за рахунок електронів (е-1), або позитронів (е+1), протонів (Р+), нейтронів (nо).