Ядерна енергія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Ядерна енергія

Ядерна енергія , атомна енергія, внутрішня енергія атомного ядра, що виділяється при ядерних реакціях . Енергія, яку необхідно витратити для розщеплювання ядра на складові його нуклони, називається енергією зв'язку ядра x св . Отже, енергія зв'язку — максимальна Я. е. Енергія зв'язку, розрахована на один нуклон, називається питомою енергією єв я з і x св /А ( А — масове число ) . Енергія зв'язку ядра складається з енергії тяжіння нуклонів один до одного під дією ядерних сил і енергії взаємного відштовхування протонів під дією електростатичних сил. Кожен нуклон сильно взаємодіє лише з невеликим числом сусідніх. Тому вже починаючи з 4 He питома енергія зв'язку слабо зростає із збільшенням А. Максимум досягається в області Fe ( А = 56), після чого йде спад (див. мал. ). Такий хід залежності пояснюється тим, що частина нуклонів знаходиться на периферії ядра, і для них тяжіння до останніх нуклонів є слабкішим. У легких ядрах число таких нуклонів відносно велике. В результаті зменшення ролі периферійних нуклонів із збільшенням А значення x св зростає. У важких ядрах x св із зростанням А убуває, т. до. энергия тяжіння зростає із збільшенням А лінійно, а енергія електростатичного відштовхування протонів зростає пропорційно квадрату числа протонів Z 2 . Т. о., екзотермічними є реакції ядерного синтезу (утворення легких ядер з якнайлегших), реакції розщеплювання важких ядер (ділення ядер на дрібніші осколки, див.(дивися) Ядра атомного ділення ) і спонтанний альфа-розпад. При т.з. магічних значеннях Z і N (число нейтронів в ядрі) залежність x св від А має невеликі максимуми, пов'язані з наявністю в ядрі замкнутих оболонок (див. Ядро атомне, Магічні ядра ) .

  Із-за електростатичного відштовхування протонів реакції ядерного синтезу можуть розвиватися, якщо кінетична енергія ядер велика, тобто при високих температурах середовища (див. Термоядерні реакції ) . Реакції ядерного синтезу є джерелом зоряної енергії. Реакції так званого водневого циклу в зірках протікають з утворенням 4 He і виділенням енергії ~7 Мев/нуклон (1,8(10 8 квт ( ч/кг ) . В земних умовах здійснені 2 термоядерних реакції: злиття 2 дейтронів, що супроводиться виділенням енергії 1 Мев/нуклон, і синтез дейтрона і тритона, при якому виділяється 3,5 Мев/нуклон.

  В реакції ділення 235 U під дією нейтронів виділяється близько 214 Мев в 1 акті ділення (для ізотопів Pu на 4—5% більше). З них близько 12 Мев відносить в світовий простір нейтрино . Т. о., що реально виділяється Я. е. складає 0,85 Мев/нуклон, або 2,2·10 8 квт · ч/кг. Це в 2·10 6 раз перевершує енергію, що виділяється при згоранні 1 кг нафти. Поки як промислове джерело Я. е. використовуються лише реакції ділення ядер.

  Літ. см, при ст. Ядро атомне .

  А. М. Петросьянц

Залежність питомої енергії зв'язку ядер від числа нуклонів.