3.4.Два типа ядерной реакции. Энергия ядерной реакции.@

Процессы деления тяжелых ядер на более легкие и слияния легких ядер в более тяжелые называют ядерными реакциям (ядерная реакция деления и реакция синтеза ядер).В этих реакциях выделяется большое количество энергии, в настоящее время они осуществлены на практике и используются как в мирных, так и в военных целях.

Рассмотрим, для примера, широко известную реакцию деления ядра изотопа урана при попадании в него нейтрона на ядро изотопа бария и изотопа криптона с вылетом трех нейтронов

. (3.4)

Для данной реакции, учитывая наличие у компонентов реакции кинетической энергии, согласно закону сохранения энергии можно записать

(3.5)

где Е_кини Е^’_кин– кинетические энергии всех исходных и конечных продуктов реакции, а Е_Я()и Е_N– энергии ядра и нуклона в покое. Учитывая уравнение ЭйнштейнаE=mc² и определение удельной энергии связи, последнее равенство можно переписать в следующем виде

(3.4)

где m_o() – массы покоя соответствующих ядер или нейтрона.Зная удельные энергии связи δЕ_св( ) разных ядер (Рис.17.), несложно рассчитать добавочную энергию Е_кин = Е^’_кин - Е_кин, выделяемую в этой реакции, она равна 200 МэВ. Эта энергия передается образовавшимся ядрам и трем нейтронам в виде кинетической энергии.Аналогично можно рассмотреть реакцию слияния, например, двух ядер дейтерия и трития в ядро гелия

, (3.5)

расчет показывает, что при этом возникает добавочная энергия в количестве 17,6 МэВ, которая переходит в кинетическую энергию гелия и образовавшегося нейтрона.Для сравнения: энергия связи электронов в атомах порядка 10эВ, а энергия, выделяемая в химической реакции при окислении атома углеводорода (реакция, происходящая при сжигании углеводородного сырья)равна всего 100 эВ. Эти цифры неоспоримо показывают, где находится источник большого количества энергии и перспективность получения энергии за счет ядерных реакций на атомных электростанциях.