Лекция 6. Строение атомного ядра. Атомная энергетика




 

Ядро – центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся его масса. Ядро состоит из нуклонов: протонов и нейтронов. Нейтрон и протон имеют практически одинаковую массу, но нейтрон не имеет электрического заряда, а протон имеет положительный заряд. Число протонов в ядре равно числу электронов в неионизированном атоме. Поэтому суммарный заряд атома равен нулю.

Ядро атома принято обозначать: где верхнее число M называют массовым числом. Реально – это и есть масса ядра, но представленная не в килограммах, а в более удобных единицах – атомной единице массы (а. е. м.).Нижнее число Z – зарядовое число – это зарядядра, представленный не в кулонах, а в элементарных зарядах (e). Зарядовое число равно количеству протонов в ядре атома, а массовое число равно общему количеству протонов и нейтронов. Таким образом, можно достаточно просто установить состав атомного ядра. Например, в ядре 42He всего содержится 4 частицы, из которых 2 – это протоны. Следовательно, в этом ядре содержится 2 протона и 2 нейтрона.

Атомы, которые имеют одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов, называют изотопами. Например, изотопы водорода (водород), (дейтерий), (тритий).

В ядре атома протоны, имеющие положительный заряд, находятся на очень близком расстоянии друг к другу. Между ними существует сила электрического отталкивания. В результате все ядра развалились бы на кусочки, если бы в ядре не существовало сильное взаимодействие между ее частями (о взаимодействиях мы уже говорили ранее). Протоны и нейтроны обмениваются между собой огромными потоками энергии, но мы уже знаем, что энергия – это одновременно и масса (вспомните закон E=mc 2). Поэтому говорят, что протоны и нейтроны обмениваются между собой частицами – носителями сильного поля.

Но, у некоторых элементов, этих сил недостаточно, чтобы прочно удерживать частицы внутри ядра. Такие элементы являются нестабильными. Ядра этих элементов распадаются на «осколки». Этот процесс называют процессом радиоактивного распада. Осколки ядер и потоки энергии, которые разлетаются при этом процессе, называют радиоактивным излучением.

У некоторых элементов, таких, как уран-235, масса (а, следовательно, и энергия) осколков меньше, чем масса (энергия) целого ядра. При этом выделяется разница этих энергий, что может привести к ядерному взрыву. Управляемый процесс распада урана-235 происходит в атомных электростанциях.

Пока еще есть люди, которые панически боятся атомной энергетики. Но это чисто психологическая боязнь. На самом деле эти люди боятся неконтролируемого ядерного распада, то есть атомного взрыва. Но, за всю историю мирного использования атомной энергии от радиации пострадало значительно меньше людей, чем, например, от пожаров. Но мы же не пытаемся отменить спички и запретить человечеству пользоваться огнем. Все ученые сходятся в том, что будущее – за атомной энергетикой.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-11-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: