Огромната енергия на малка атом
"Добро науката - физика! животът е кратък "само. Тези думи принадлежат на учен, който е направил физика изненадващо количество. Те веднъж каза академик Игор Курчатов. създател на първата в света атомна електроцентрала.
Пътят към овладяване на силата на атома е дълъг и труден. Тя започва през първите десетилетия на ХХ век с откриването на естествената радиоактивност на семейство Кюри, с постулати на Бор Ръдърфорд планетарен модел на атома, а доказателство за това, тъй като сега изглежда очевиден факт - в сърцето на всеки атом се състои от положително заредени протони и неутрални неутрони.
През 1934 г., двойката Фредерик и Irene Жолио Кюри (дъщерна Marie-Кюри Склодовска и Pierre Кюри) установено, че бомбардиране на алфа частици (хелий ядра атома) могат да бъдат превърнати в обикновени химически елементи в радиоактивни. Нов явление се нарича изкуствен радиоактивност.
Курчатов (вдясно) и Alikhanov (в средата) със своя учител AF Йофе. (В началото на 30-те години.)
Ако такава бомбардировка доведе много бързо и тежки частици, той започва каскада от химически реакции. Елементите с изкуствена радиоактивност е постепенно, осигуряващи нейното място да се стабилни елементи, които вече няма да се разпадат.
С облъчването или бомбардиране лесно да се направи истинска мечтата на алхимиците - за производство на злато от други елементи. Само разходите за такава трансформация значително надвишава цената на златото, произведени ...
Разпадането на уран
По-полезно (и, за съжаление, аларми) доведоха човечеството открита през 1938-1939 група германски физици и химици разпад на уран. Чрез неутронно облъчване тежки ядра разпад на уран в леки химични елементи, принадлежащи към средната част на периодичната система на Менделеев и разпределят някои неутрони. За ядрата на леки елементи, тези неутрони са излишни ... В "разделяне" на уранови ядра може да започне верижна реакция: всеки получи две или три неутрони, които могат на свой ред произвеждат няколко неутрони, удря сърцевината на съседния атом.
Общото тегло на такива продукти на ядрената реакция беше, както учените са изчислили, по-малка от тази на ядрена суровина - уран.
Според уравнение на Айнщайн, свързана маса за енергия, то е лесно да се определи, че това трябва да се открояват по-голяма енергия! И това ще се случи за незначително време. Освен ако, разбира се, верижната реакция ще бъде неконтролируем и ще се проведе до края на ...
Разходка след конференцията, Енрико Ферми (вдясно) с неговия ученик Понтекорво. (Basel, 1949)
Огромни физически и технически способности, които са скрити в процеса на разпад на уран, един от първите, които ценят Енрико Ферми. в тези началото на тридесетте години на нашия век, все още е много млад, но вече признат ръководител на италианската школа на физиците. Дълго преди Втората световна война, той и група от талантливи служители изучава поведението на различни материали под неутронна облъчване и са установили, че ефективността на процеса на уран разпад може да бъде значително подобрена ... забавят неутроните. Странно, колкото изглежда на пръв поглед, с намаляване на скоростта на неутроните увеличава вероятността от залавянето им от уранови ядра. Ефективните "модератори" на неутроните са доста достъпни съставки: парафин, въглероден, водни ...
След като се премества в САЩ, Fermi продължава да бъде на мозъка и сърцето на ядрените изследвания провежда там. Двама таланти обикновено са взаимно изключващи се, съчетава Fermi: изключителен теоретик и блестящ експериментатор. "Това ще бъде много дълго време, преди да можем да видим, човек равен на него" - пише голям учен W. Зин след преждевременната смърт на Fermi от рак през 1954 г. на възраст 53.
Екипът от учени, се събраха около Fermi по време на Втората световна война, се решава въз основа на верижна реакция на делене на уран за създаване на оръжия за безпрецедентна разрушителна сила - на атомната бомба. Учените бързат: нацистка Германия внезапно състояние, преди някой друг да направи ново оръжие и да го използва в своята нечовешко стремежа да поробят други народи?
Строителство в страната ни на ядрен реактор
Учените са успели през 1942, за да се изгради и тичам на стадиона на университета в Чикаго Първият ядрен реактор. Прътовете на уран в реактора бяха примесени с въглища "тухли" - посещение, и ако все още верижна реакция става твърде насилие, може да бъде спряно бързо чрез въвеждане на плочата на кадмий реактор, уран пръти изключва и напълно покриват неутрони.
Изследователите са много горди от тях измислени прости корекции на реактора, която сега е причина да ни се усмихне. Един от Fermi в Чикаго служители, известният физик Г. Андерсън припомня, че кадмий калай прикован на дървен бар, който веднага се влюбва в по гравитачен бойлер, ако е необходимо, което го подтиква да даде името на "момента". Г. Андерсън пише: "Преди започване на котела, този прът трябва да спра и закрепете с въже. В случай на инцидент на въжето може да се намали и "момента", за да заеме мястото му във вътрешността на котела. "
В атомен реактор се получава чрез контролирана верижна реакция, проверени от теоретични изчисления и прогнози. Реакторът беше веригата на химични реакции, които водят до нов натрупаната химичен елемент - плутоний. Той, както и уран, може да се използва за изграждане на атомна бомба.
Учените са установили, че там е "критична маса" на уран или плутоний. Ако достатъчно ядрен материал, верижната реакция, водеща до експлозия, ако е малко по-малко "критична маса", че е просто топлина.
Изграждане на АЕЦ
бомба простата структура, наредени една до две парчета уран или плутоний, където теглото на всеки бит не е "издържи" на критичната стойност. В точния момент предпазителя на конвенционален експлозив свързва парчетата, масата на атомно гориво надвишава критичната стойност - и регенериране на енергия чудовищен разрушителна сила незабавно е ...
Ослепителна светлина радиация, шокова вълна, която помита всичко по пътя си, и проникваща радиоактивност са паднали върху жителите на двата японски града - Хирошима и Нагасаки - експлозията на американските атомни бомби през 1945 г., се заселили след алармата преди ужасните последици от използването на ядрената енергия в сърцата на хората оръжия.
Чрез комбиниране на научни начални Курчатов съветски физици са разработили ядрени оръжия.
Но ръководителят на тази работа не спира да мисли за мирното използване на ядрената енергия. В крайна сметка, ядрен реактор трябва да бъде охладен бързо, защо е тази топлина не "даде" на пара или газова турбина, не се прилагат за отопление на домовете?
След пропуснати тръби ядрен реактор с течна ниско топим метал. Горещият метал се подава в топлообменник, където топлината си вода преминава. Водата се превърна в гореща пара турбина започва да работи. Реакторът е заобиколен от защитна обвивка от бетон с метален пълнител: радиоактивно лъчение не избяга навън.
Ядрен реактор се е превърнал в ядрена енергия, превоз на пътници да се успокои светлина, уютна топлина, добре дошли в света ...
Източник: Марк Koltun, "Светът на физиката".
Сподели в Приятели
Свързани статии