АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Ядерная энергия атома – это потенциальная энергия связи между ядерными частицами (протонами и нейтронами), которая может выделяться при ядерных реакциях: при расщеплении или слиянии ядер.

ЧТО ТАКОЕ АТОМ?

Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Ядро атома – это плотный центр атома, состоящий из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, которые прочно удерживаются в центре ядра за счет энергии связи ядра.

ИЗОТОПЫ

Изотоп – это разновидность химического элемента, который имеет одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов в ядре атома. Например, дейтерий и тритий являются изотопами водорода.

СИНТЕЗ ЯДЕРНЫХ РЕАКЦИЙ

На Солнце реакции ядерного синтеза (соединения) происходят, когда ядра сближаются на расстоянии, по крайней мере в 30 000 000 раз меньшем, чем толщина волоса.

Чтобы на Земле происходили такие реакции, атомы должны быть чрезвычайно горячими и быстрыми –  только так можно преодолеть силу электростатического кулоновского отталкивания.

Изотопы водорода дейтерий и тритий очень близки друг к другу.

Образуется атом гелия. В ходе реакции выделяется свободный нейтрон и энергия.

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ ДЕЛЕНИЯ

Тяжелые и нестабильные ядра изотопов урана самопроизвольно (или после бомбардировки быстрыми нейтронами) распадаются на более легкие химические элементы.

Нейтрон попадает в ядро ​​урана.

Нестабильный атом урана распадается на более легкие элементы и несколько свободных нейтронов. Энергия также выделяется.

Образовавшиеся свободные нейтроны.

ФУЗОР – это устройство, использующее сильное электрическое поле для создания условий для ядерного синтеза.

Благодаря сильному электрическому полю ядра атомов отделяются от электронов и перемещаются из положительно заряженной внешней решетки во внутреннюю отрицательно заряженную.

Ускоренные ядра пролетают через отрицательно заряженную сетку по инерции и движутся к центру, где могут столкнуться с другими ядрами.

При столкновении ядра могут сливаться и может происходить реакция ядерного синтеза. В этом фузоре произойдет синтез, если мы введем газообразный дейтерий.

Свечение в центре этого фузора происходит, когда замедленные ядра присоединяют свои потерянные электроны.

КАК МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ АТОМНУЮ ЭНЕРГЕТИКУ?

ВЧЕРА

• Взрыв АТОМНОЙ БОМБЫ происходит в результате неконтролируемой цепной реакции деления ядер.
• Малые АТЭ используются в качестве источников энергии на подводных лодках, танкерах и ледоколах.

CЕГОДНЯ

• Крупные АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ в разных странах производят чрезвычайно большое количество электроэнергии и тепла.
• ЯДЕРНЫЕ БАТАРЕИ используются как долговременные источники энергии в космической технике: спутники, роверы.

ЗАВТРА

• Малые МОДУЛЬНЫЕ РЕАКТОРЫ планируются для борьбы с изменением климата, чтобы обеспечить устойчивое производство энергии для городов.
• РЕАКТОРЫ ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА обеспечат эффективное и экологически чистое производство энергии с менее опасными радиоактивными отходами.
• Из-за чрезвычайно высокой плотности энергии ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ будут основным источником энергии для космических кораблей.

ВЫЗОВ:

• Слева создай реакции синтеза и деления.
• Следи за реакцией.
• Обрати внимание на то, когда высвобождается энергия.
• Следи за плазмой справа от фузора.
• Попробовав различные реакции, ты получишь Квант энергии.