Ядерная энергия и механизм тепловыделения

Общие сведения.

Ядерная энергия освобождается в виде тепловой в процессе торможения продуктов ядерного деления или синтеза атомных ядер, движущихся с большими скоростями, и поглощения их кинетической энергии веществом теплоносителя.

Известно, что полная энергия связи - энергия, необходимая для деления ядра на отдельные протоны и нейтроны, или, что то же самое, энергия, выделяющаяся при синтезе ядра из отдельных протонов и нейтронов. Если известна масса m ядра, состоящего из Z протонов и A-Z нейтронов, то его полная энергия связи будет равна:

где тп - масса нейтрона, тр - масса протона, А - массовое число, равное числу протонов и нейтронов в ядре, с - скорость света. Так для урана 238 Есь= 1780 МэВ, кислорода 16 Есш = 127,2 МэВ, дейтрона, состоящего из одного протона и одного нейтрона, Есш = 2,2 МэВ.

Удельная энергия связи ядра - энергия, приходящаяся на один нуклон (общее название частицы из протона и нейтрона), для большинства ядер (с А = 50-90) примерно постоянна и составляет 8,5 МэВ.

В области тяжелых ядер она уменьшается, достигая значения 7,6 МэВ для урана.

Таким образом, наиболее стабильными оказываются элементы с массовыми числами приблизительно от 20 до 200, поэтому энергетически выгодно производить деление тяжелых ядер и синтез легких.

Чтобы освобождение ядерной энергии началось, надо подвести некоторую начальную энергию - энергию активации Е.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >