Атомная энергетика

Разная удельная глубина потенциальной ямы для нуклонов, входящих в состав разных ядер, обеспечивает возможность получения энергии при ядерных превращениях. Например, при слиянии ядер химических элементов, находящихся в начале таблицы Менделеева, глубина потенциальной ямы для нуклонов во вновь полученных ядрах увеличивается, следовательно, при слиянии легких ядер выделяется энергия, причем в основном в виде электромагнитного излучения. Этот способ получения энергии реализован в водородной бомбе. Для того, чтобы легкие ядра приблизились друг к другу настолько, чтобы между ними начали действовать ядерные силы нужно привести их в движение с огромными скоростями. Тогда при столкновениях ядер их кинетической энергии будет достаточно, чтобы преодолеть потенциальный барьер, созданный электрическими силами отталкивания. В водородной бомбе процесс выделения энергии при синтезе более тяжелых ядер из легких неуправляем. Если ученым удастся найти надежный и дешевый способ управления реакцией слияния легких ядер, то в распоряжении человечества окажется практически неисчерпаемый источник энергии. Второй путь получения энергии связан с распадом ядер тяжелых химических элементов на осколки, которые становятся ядрами химических элементов, соответствующих середине таблицы Менделеева. Возможность самопроизвольного распада ядер тяжелых элементов существует, но вероятность этого процесса невелика, поэтому ядра урана – 235 и урана – 238 живут очень долго. Вследствие самопроизвольного распада половина от большого числа ядер урана– 235 распадается за 1, а урана – 238 за 7 миллиардов лет соответственно. Естественное содержание урана– 235 составляет примерно 0,7% от общей массы. Кстати этих данных о изотопном составе урана и временах полураспада его естественных изотопов хватает, чтобы оценить возраст ядер урана, входящих в состав пород Земли. Если предположить, что в момент рождения концентрации этих ядер были примерно одинаковы, то требуется около 8 миллиардов лет, чтобы установилось наблюдаемое сейчас отношение концентрации изотопов урана 235 и 238. То есть взрыв звезды, из остатков которой впоследствии образовалась Солнечная система, произошел примерно 8 миллиардов лет назад.