Старший брат дейтерия

При делении тяжелых ядер в реакторе выделяется энергия.

Где же источник этой энергии? Почему она освобождается в тот момент, когда ядро раскалывается на две части?

Ядро урана-235 состоит из 92 протонов и 143 нейтронов. Это не простая механическая смесь элементарных частиц, подобно, скажем, смеси железных опилок и порошка серы. Частицы, составляющие ядро атома, очень прочно связаны друг с другом так называемыми ядерными силами. Эта связь частиц в ядре во много миллионов раз крепче, чем связь, существующая между атомами в молекуле любого химического соединения. Прокалите те же железные опилки, смешанные с серой, получится химическое соединение — сернистое железо. Чтобы разрушить все молекулы сернистого железа до атомов железа и серы, содержащиеся в одном грамме, необходима энергия в количестве примерно одной большой калории. А чтобы разрушить до элементарных частиц все ядра, находящиеся в кусочке урана весом один грамм, понадобилась бы энергия порядка 170 миллионов больших калорий. Такое количество энергии выделяется при сжигании почти 20 тонн бензина.

Нейтроны и протоны в ядрах различных химических элементов связаны друг с другом по-разному: в одних прочнее, в других — слабее. При делении ядра урана, как уже говорилось, образуются два «осколка», представляющие собой ядра атомов середины периодической таблицы элементов Менделеева, например ядра атомов бария и криптона. Протоны и нейтроны в этих ядрах связаны между собой более прочно, чем они были связаны в ядрах урана или других тяжелых элементах конца таблицы Менделеева. Для разрушения одного ядра бария и одного ядра криптона до элементарных частиц (на протоны и нейтроны) потребовалось бы энергии на десять процентов больше, чем для разрушения одного ядра урана.

Если для расщепления ядра на отдельные элементарные частицы необходима некоторая определенная энергия, то при образовании ядер из этих частиц, согласно закону сохранения энергии, должна выделяться такая же энергия.

Расчленим мысленно процесс деления ядра урана на две стадии. Первая стадия — разрушение ядра урана на протоны и нейтроны; при этом затрачивается энергия в количестве 170 миллионов больших калорий на один грамм чистого урана. Вторая стадия — образование ядер бария и криптона из элементарных частиц, образовавшихся при разрушении ядер урана. Этот процесс сопровождается выделением энергии в количестве уже около 190 миллионов больших калорий. В результате проведения обеих стадий реакции получается выигрыш энергии в 20 миллионов больших калорий. Для получения такого количества энергии надо сжечь примерно две тонны бензина. Таким образом, «теплотворная способность» у урана при его делении оказывается в два миллиона раз выше, чем при горении бензина.

Поясним наши

Страница 1 of 612...Last »