Avantajele energiei nucleare în comparație cu alte tipuri de producție de energie sunt evidente. Puterea mare și costul total scăzut al energiei au deschis perspective mari pentru dezvoltarea energiei nucleare și construcția de centrale nucleare. În majoritatea țărilor lumii, avantajele energiei nucleare sunt luate în considerare și astăzi - se construiesc din ce în ce mai multe noi unități de energie și se încheie contracte pentru construcția de centrale nucleare în viitor.
Unul dintre principalele avantaje ale energiei nucleare este rentabilitatea acesteia. Constă din mulți factori, iar cel mai important dintre ei este dependența scăzută de transportul combustibilului. Să comparăm un TPP cu o capacitate de 1 milion kW și o unitate CNE de aceeași capacitate. O centrală de cogenerare necesită între 2 și 5 milioane de tone de combustibil pe an, costul transportului acestuia poate fi de până la 50% din costul energiei produse, iar CNE va trebui să livreze aproximativ 30 de tone de uraniu, ceea ce va practic. nu afectează prețul final al energiei.
De asemenea, în plusurile energiei nucleare, puteți nota în siguranță faptul că utilizarea de combustibil nuclear nu este însoţită de procesul de ardere şi de emisia de substanţe nocive în atmosferă şi gaze cu efect de sera, ceea ce înseamnă că nu va fi necesară construcția unor instalații scumpe pentru purificarea emisiilor în atmosferă. Un sfert din toate emisiile nocive în atmosferă revine ponderii centralelor termice, ceea ce are un efect foarte negativ asupra situatie ecologica orașele situate în apropierea acestora și, în general, asupra stării atmosferei. Orașe situate nu departe de centrale nucleare funcționează normal, experimentează pe deplin avantajele energiei nucleare și sunt considerate una dintre cele mai ecologice din toate țările lumii. Ei efectuează o monitorizare constantă a stării radioactive a pământului, apei și aerului, precum și analiza florei și faunei - o astfel de monitorizare continuă face posibilă evaluarea realistă a dezavantajelor și avantajelor energiei nucleare și a impactului acesteia asupra ecologiei regiune. De remarcat este faptul că în perioada de observație în zonele în care se află CNE nu s-au înregistrat abateri ale fondului radioactiv de la cel normal, dacă nu era vorba de situații de urgență.
Avantajele energiei nucleare nu se opresc aici. În contextul unei foame iminente de energie și al epuizării rezervelor de combustibil de carbon, se pune firesc întrebarea cu privire la aprovizionarea cu combustibil pentru centralele nucleare. Răspunsul la această întrebare este foarte optimist: rezervele diluate de uraniu și alte elemente radioactive în scoarța terestră sunt de câteva milioane de tone, iar la nivelul actual de consum pot fi considerate practic inepuizabile
Dar avantajele energiei nucleare se extind nu numai la centralele nucleare. Energia atomică este folosită astăzi și în alte scopuri, pe lângă aprovizionarea populației și industriei. energie electrica... Deci, nu se poate supraestima avantajele energiei nucleare pentru flota de submarineși spărgătoare de gheață nucleare. Utilizarea motoarelor nucleare le permite pentru mult timp să existe autonom, să se deplaseze la orice distanță, iar submarinele - să stea luni de zile sub apă. Astăzi, lumea dezvoltă centrale nucleare subterane și plutitoare și motoare nucleare pentru nave spațiale.
Având în vedere avantajele energiei nucleare, putem spune cu siguranță că în viitor omenirea va continua să folosească posibilitățile energiei nucleare, care, dacă este manipulată cu atenție, poluează mai puțin. mediu inconjuratorși practic nu încalcă echilibru ecologic pe planeta noastră. Dar avantajele energiei nucleare au dispărut semnificativ în ochii comunității mondiale după două accidente grave: Centrala nucleara de la Cernobîlîn 1986 și la centrala nucleară Fukushima-1 în 2011. Amploarea acestor incidente este de așa natură încât consecințele lor pot acoperi aproape toate avantajele energiei nucleare, cunoscută omenirii... Tragedia din Japonia pentru o serie de țări a devenit un impuls pentru revizuirea strategiei energetice și o schimbare a accentului către utilizarea surse alternative energie.
Energia nucleară este una dintre cele mai promițătoare modalități de a satisface foamea de energie a umanității în fața problemelor energetice asociate cu utilizarea combustibililor fosili.
Plusuri ale NPP 1. Consumă puțin combustibil 2. Mai ecologic decât TPP și HPP (care funcționează cu păcură, turbă și alți combustibili.): Deoarece centrala nucleară funcționează cu uraniu și parțial cu gaz. 3. Puteți construi oriunde. 4. Nu depinde de o sursă suplimentară de energie:
Costul transportului combustibilului nuclear, spre deosebire de combustibilul tradițional, este neglijabil. În Rusia, acest lucru este deosebit de important în partea europeană, deoarece livrarea cărbunelui din Siberia este prea scumpă. Vagon pentru transportul combustibilului nuclear
Un avantaj uriaș al unei centrale nucleare este respectarea relativă a mediului. La TPP-urile, emisiile totale anuale de substanțe nocive la 1000 MW de capacitate instalată sunt de aproximativ 13.000 până la 165.000 de tone pe an.
Centralele termice cu o capacitate de 1000 MW consumă 8 milioane de tone de oxigen pe an pentru a oxida combustibilul, în timp ce centralele nucleare nu consumă deloc oxigen.
Cele mai puternice centrale nucleare din lume „Fukushima” „Brus” „Gravelin” „Zaporozhskaya” „Pickering” „Palo Verde” „Leningradskaya” „Tricasten”
Dezavantajele CNE 1. Poluarea termică a mediului; Eficiența la centralele nucleare moderne este de aproximativ 30 -35%, iar la CET 35 -40%. Înseamnă că majoritatea energia termică (60 -70%) este emisă în mediu. 2. Scurgeri de radioactivitate (emisii și evacuări radioactive) 3. Transport de deșeuri radioactive; 4. Accidente reactoare nucleare;
În plus, o stație pe cărbune dă o emisie specifică mai mare (pe unitate de energie electrică generată) de substanțe radioactive. Cărbunele conține întotdeauna natural substanțe radioactive, la arderea cărbunelui, acestea cad aproape complet în Mediul extern... Totodată, activitatea specifică a emisiilor de la termocentrale este de câteva ori mai mare decât cea a centralelor nucleare.
Volumul deșeurilor radioactive este foarte mic, este foarte compact și poate fi depozitat în condiții pentru a se asigura că nu se scurg.
Costurile construcției unei centrale nucleare sunt aproximativ la același nivel cu construirea unei centrale termice sau puțin mai mari. CNE Bilibino este singura din zonă permafrost centrală nucleară.
CNE sunt mai economice decât centralele termice convenționale și, cel mai important, dacă sunt operate corect, este surse curate energie.
Un atom pașnic trebuie să trăiască! Industria nucleară, după ce a trăit lecțiile grele de la Cernobîl și alte accidente, continuă să se dezvolte, asigurând pe cât posibil siguranța și fiabilitatea! Centralele nucleare generează energie electrică în cel mai ecologic mod. Dacă oamenii sunt responsabili și alfabetizați cu privire la funcționarea centralelor nucleare, atunci viitorul este energie nucleara... Oamenii nu ar trebui să se teamă de un atom pașnic, deoarece accidentele se întâmplă din vina unei persoane.
Energia nucleară este asociată în mare parte cu dezastrul de la Cernobîl din 1986. Atunci întreaga lume a fost șocată de consecințele exploziei reactor nuclear, în urma căreia mii de oameni au primit probleme serioase cu sănătate sau a murit. Mii de hectare de teren contaminat, unde este imposibil să trăiești, să lucrezi și să cultivi culturi, sau o metodă ecologică de obținere a energiei, care va fi un pas către un viitor luminos pentru milioane de oameni?
Avantajele energiei nucleare
Construcția de centrale nucleare rămâne profitabilă datorită costurilor minime de producere a energiei. După cum știți, o centrală termică are nevoie de cărbune, iar consumul ei zilnic este de aproximativ un milion de tone. Costurile de transport al combustibilului se adaugă la costul cărbunelui, care costă și foarte mult. În ceea ce privește centrala nucleară, acesta este uraniu îmbogățit, în legătură cu care se realizează o economie la costul transportului combustibilului și achiziționării acestuia. 
De asemenea, nu se poate să nu remarcă faptul că funcționarea centralei nucleare este prietenoasă cu mediul, deoarece multă vreme s-a crezut că energia nucleară va pune capăt poluării mediului. Orașele care sunt construite în jurul centralelor nucleare sunt prietenoase cu mediul, deoarece funcționarea reactoarelor nu este însoțită de o emisie constantă de substanțe nocive în atmosferă, în plus, utilizarea combustibilului nuclear nu necesită oxigen. Ca rezultat, catastrofie ecologică orașele nu pot decât să sufere gaze de esapamentși munca altor instalații industriale.
Economisirea de bani în în acest caz se întâmplă din cauza faptului că nu trebuie să construiți statie de epurare pentru a reduce emisiile de produse de ardere în mediu. Problema poluării marilor orașe astăzi devine din ce în ce mai urgentă, deoarece adesea nivelul de poluare în orașele în care sunt construite centrale termice este de 2 - 2,5 ori mai mare decât indicatorii critici ai poluării aerului cu sulf, praf de cenuşă. , aldehide, oxizi de carbon și azot. 
Dezastrul de la Cernobîl a devenit o mare lecție pentru comunitatea mondială în legătură cu care se poate spune că exploatarea centralelor nucleare devine din ce în ce mai sigură. Aproape toate centralele nucleare au măsuri suplimentare siguranța, ceea ce a redus foarte mult posibilitatea unui accident precum dezastrul de la Cernobîl. Reactoarele de tip RBMK Cernobîl au fost înlocuite cu reactoare de nouă generație cu siguranță sporită.
Contra energiei nucleare
Principalul dezavantaj al energiei nucleare este amintirea modului în care în urmă cu aproape 30 de ani a avut loc un accident la un reactor, explozie la care a fost considerată imposibilă și practic nerealistă, care a provocat o tragedie la nivel mondial. S-a întâmplat pentru că accidentul a afectat nu numai URSS, ci întreaga lume - un nor radioactiv din partea Ucrainei actuale a mers mai întâi spre Belarus, după Franța, Italia și astfel a ajuns în Statele Unite.
Chiar și gândul că într-o zi acest lucru s-ar putea întâmpla din nou devine motivul pentru care mulți oameni și oameni de știință se opun construirii de noi centrale nucleare. Apropo, dezastrul de la Cernobîl nu este considerat singurul accident de acest gen, evenimentele accidentului din Japonia sunt încă proaspete în memorie. CNE Onagawași CNE Fukushima - 1, pe care, ca urmare cel mai puternic cutremur A început un incendiu. A provocat topirea combustibilului nuclear în reactorul Unității 1, ceea ce a provocat o scurgere de radiații. Aceasta a fost o consecință a evacuării populației, care locuia la o distanță de 10 km de stații.
De asemenea, merită să ne amintim accident major pe, când din aburul incandescent de la turbina celui de-al treilea reactor au murit 4 persoane și au fost rănite peste 200 de persoane. În fiecare zi, din vina omului sau ca urmare a dezastrelor naturale, sunt posibile accidente la centralele nucleare, în urma cărora deșeurile radioactive vor ajunge în alimente, apă și mediu, otrăvind milioane de oameni. Acesta este considerat cel mai important dezavantaj al energiei nucleare astăzi. 
În plus, problema eliminării deșeurilor radioactive este foarte acută; pentru construcția de depozite, teritorii mari, Acesta este problema mare pentru țările mici. În ciuda faptului că deșeurile sunt bitumate și ascunse în spatele unui strat de fier și ciment, nimeni nu poate asigura pe toți cu încredere că vor rămâne în siguranță pentru oameni mulți ani. De asemenea, nu uitați că eliminarea deșeurilor radioactive este foarte costisitoare, datorită economiilor de costuri la vitrificare, incinerare, compactare și cimentare a deșeurilor radioactive, scurgerea acestora este posibilă. Cu o finanțare stabilă și teritoriu marețara nu are această problemă, dar nu orice stat se poate lăuda cu asta.
De asemenea, este de remarcat faptul că în timpul funcționării unei centrale nucleare, ca în orice producție, au loc accidente, care provoacă eliberarea de deșeuri radioactive în atmosferă, sol și râuri. Cele mai mici particule de uraniu și alți izotopi sunt prezente în aerul orașelor în care sunt construite centrale nucleare, ceea ce provoacă otrăvire a mediului.
concluzii
Deși energia nucleară rămâne o sursă de poluare și de potențiale dezastre, trebuie remarcat că dezvoltarea sa va continua, fie și doar din motivul că este modalitate ieftină de a obține energie, iar depozitele de hidrocarburi se epuizează treptat. V maini iscusite Energia nucleară poate deveni într-adevăr o modalitate sigură și prietenoasă cu mediul de a genera energie, dar merită remarcat faptul că majoritatea dezastrelor au fost cauzate de oameni.
În problemele legate de eliminarea deșeurilor radioactive, este foarte important cooperarea internationala, deoarece numai acesta poate oferi o finanțare suficientă pentru eliminarea sigură și pe termen lung a deșeurilor radioactive și a combustibilului nuclear uzat.
„Energie nucleară” - Creștere economică și energie GOELRO-2. Energie și creștere economică Rolul producției nucleare. Scenariul de creștere economică și inovare energetică al Ministerului Dezvoltării Economice și Comerțului. Sursa: Ministerul Energiei. Sursa: Studiul Tomsk universitate politehnică... Îmbunătățirea eficienței energetice - economii 360 - 430 Mtce PIB intensitate energetică în 20 - 59-60% din 07.
„Centrale nucleare din Rusia” - Schema de funcționare a CNE. Centrală nucleară plutitoare (FNPP). Principiul de funcționare a unei centrale nucleare. Clasificarea CNE după tipul de energie furnizată. Clasificarea centralelor nucleare după tipul de reactoare. Primirea energiei electrice la centralele nucleare. Operarea centralelor nucleare în Rusia. Caracteristicile VVER-1000. Geografia amplasării planificate a centralelor nucleare plutitoare în Rusia. Proiectat centrale nucleare.
„Pericol atomic” - Analiza probabilistică a siguranței nucleare. Zonă nevalidă. Siguranță și risc. Analiza probabilistica. Analiza siguranței RI. Analiza de risc. Distributie in zone diferiteȘtiințe. Metodologia de evaluare a riscurilor. Amploarea riscului. Valorile sociale. Abordări străine la problema „riscului”. Simplificarea abordării probabilistice.
„Inginerie nucleară a Rusiei” - Este necesar să treceți la o metodă uscată de stocare a combustibilului nuclear uzat. Perspectivele de stat și pe termen scurt pentru dezvoltarea energiei nucleare în lume. Principiul inerent al siguranței: Dezvoltarea producției radiochimice pentru reprocesarea combustibilului. Complexul de securitate nucleară și de radiații (NRS). Crearea de furnizori principali de echipamente alternativi la monopolurile actuale.
„Probleme ale energiei nucleare” - Problema epuizării rapide a resurselor organice naturale de energie este deosebit de acută. Clasificarea reactoarelor nucleare. 1 kg de uraniu natural înlocuiește 20 de tone de cărbune. Energia nucleară nu consumă oxigen și are emisii neglijabile în timpul funcționării normale. Energie nucleara.
„Centrala nucleară” – Prezentare de fizică pe tema „Tehnologii atomice”. Surse de informații utilizate. Element de combustibil (TVEL). Cel mai faimos reactor care utilizează fuziunea nucleară controlată este soarele. Figura prezintă o diagramă a funcționării unei centrale nucleare. Reactoare de fuziune. CNE diferă în ceea ce privește tipul de reactoare și tipul de energie furnizată.
Sunt 12 prezentări în total
Utilizarea energiei nucleare în lumea modernă se dovedește a fi atât de important încât dacă ne-am trezi mâine, și energia reacție nucleară dispărut, lumea așa cum o cunoaștem, poate, ar înceta să mai existe. Pașnicul este baza productie industrialași viețile unor țări precum Franța și Japonia, Germania și Marea Britanie, Statele Unite și Rusia. Și dacă ultimele două țări sunt încă capabile să înlocuiască sursele de energie nucleară cu centrale termice, atunci pentru Franța sau Japonia acest lucru este pur și simplu imposibil.
Utilizarea energiei atomice pune multe probleme. Practic, toate aceste probleme sunt asociate cu faptul că folosești energia comunicării în beneficiul tău nucleul atomic(pe care o numim energie nucleară), o persoană primește un rău semnificativ sub formă de deșeuri extrem de radioactive care nu pot fi pur și simplu aruncate. Deșeurile din sursele de energie nucleară trebuie procesate, transportate, eliminate și depozitate pentru o lungă perioadă de timp în condiții de siguranță.
Avantaje și dezavantaje, beneficii și daune ale utilizării energiei nucleare
Luați în considerare avantajele și dezavantajele utilizării energiei atomo-nucleare, beneficiile, daunele și semnificația acestora în viața omenirii. Este evident că astăzi energia nucleară este necesară doar industrial țările dezvoltate... Adică, energia nucleară pașnică este utilizată în principal în instalații precum fabrici, fabrici de procesare etc. Sunt industriile mari consumatoare de energie care sunt îndepărtate de sursele de energie electrică ieftină (cum ar fi centralele hidroelectrice) care utilizează centrale nucleare pentru a-și asigura și dezvolta procesele interne.
Regiunile și orașele agrare nu au nevoie prea mult de energie nucleară. Este foarte posibil să-l înlocuiți cu căldură și alte stații. Rezultă că achiziția, achiziția, dezvoltarea, producerea și utilizarea energiei nucleare vizează în principal satisfacerea nevoilor noastre de produse industriale. Să vedem ce fel de producție este: industria auto, producția militară, metalurgie, industria chimica, complex de petrol și gaze etc.
Un om modern vrea să conducă o mașină nouă? Vrei să te îmbraci în materiale sintetice la modă, să mănânci materiale sintetice și să împachetezi totul în materiale sintetice? Vrea bunuri strălucitoare forme diferite si dimensiuni? Vrei tot mai multe telefoane noi, televizoare, computere? Doriți să cumpărați o mulțime, schimbați adesea echipamentul în jurul lui? Ți-ar plăcea să mănânci alimente chimice delicioase colorate? Vrea să trăiască în pace? Vrei să auzi discursuri dulci de pe ecranul televizorului? Vrei să ai o mulțime de tancuri, precum și rachete și crucișătoare, precum și obuze și tunuri?
Și el primește totul. Nu contează că până la urmă discrepanța dintre cuvânt și faptă duce la război. Nu contează că este nevoie și de energie pentru a o recicla. Până acum, persoana este calmă. Mănâncă, bea, merge la muncă, vinde și cumpără.
Și toate acestea necesită energie. De asemenea, necesită mult petrol, gaz, metal etc. Și toate aceste procese industriale necesită energie nucleară. Prin urmare, indiferent ce spun ei, până când primul reactor industrial de fuziune termonucleară nu va fi pus în producție, energia nucleară se va dezvolta doar.
În plusurile energiei nucleare, putem nota în siguranță tot ceea ce ne-am obișnuit. În dezavantaj - perspectiva tristă a morții iminente în colapsul epuizării resurselor, problemele deșeurilor nucleare, creșterea populației și degradarea terenurilor arabile. Cu alte cuvinte, energia nucleară a permis omului să înceapă să apuce și mai puternic natura, forțând-o peste măsură în așa măsură încât în câteva decenii a depășit pragul de reproducere a resurselor de bază, demarând între 2000 și 2010 procesul de colaps al consumului. . Acest proces nu mai depinde în mod obiectiv de persoană.
Toată lumea va trebui să mănânce mai puțin, să trăiască mai puțin și să se bucure mai puțin. natura inconjuratoare... Aici se află un alt plus sau minus de energie atomică, care constă în faptul că țările care au stăpânit atomul vor putea redistribui mai eficient resursele rare ale celor care nu au stăpânit atomul pentru ele însele. Mai mult decât atât, doar dezvoltarea programului de fuziune termonucleară va permite omenirii să supraviețuiască elementar. Acum să explicăm pe degete ce fel de „fiară” este – energie atomică (nucleară) și cu ce se mănâncă.
Masa, materia si energia atomica (nucleara).
Se aude adesea afirmația că „masa și energia sunt una și aceeași”, sau astfel de judecăți în care expresia E = mc2 explică explozia unei bombe atomice (nucleare). Acum că aveți o primă privire asupra energiei nucleare și a aplicațiilor sale, ar fi cu adevărat neînțelept să vă confundați cu afirmații precum „masa este egală cu energie”. În orice caz, acest mod de a interpreta marea descoperire nu este cel mai bun. Aparent, acesta este doar duhul tinerilor reformiști, „galileenii noii ere”. De fapt, predicția teoriei, care a fost verificată de multe experimente, spune doar că energia are masă.
Acum vom explica punctul de vedere modern și vom oferi o mică imagine de ansamblu asupra istoriei dezvoltării sale.
Când energia oricărui corp material crește, masa acestuia crește, iar această masă suplimentară o atribuim creșterii energiei. De exemplu, atunci când radiația este absorbită, absorbantul devine mai fierbinte și masa acestuia crește. Cu toate acestea, creșterea este atât de mică încât rămâne în afara limitelor preciziei de măsurare în experimentele convenționale. Dimpotrivă, dacă o substanță emite radiații, atunci își pierde o picătură din masă, care este purtată de radiație. Apare o întrebare mai largă: întreaga masă a materiei nu se datorează energiei, adică nu există un depozit uriaș de energie în toată materia? Cu mulți ani în urmă, transformările radioactive au răspuns pozitiv la acest lucru. Când un atom radioactiv se descompune, este eliberată o cantitate imensă de energie (în principal sub formă de energie cinetică) și Mică parte masa atomului dispare. Acest lucru este clar indicat de măsurători. Astfel, energia duce masa, reducând astfel masa substanței.
În consecință, o parte din masa unei substanțe este interschimbabilă cu masa radiației, a energiei cinetice etc. De aceea spunem: „energia și materia sunt parțial capabile de transformări reciproce”. Mai mult, acum putem crea particule de materie care au masă și sunt capabile să se transforme complet în radiație, care are și masă. Energia acestei radiații poate trece în alte forme, transferându-și masa acestora. În schimb, radiația este capabilă să se transforme în particule de materie. Deci, în loc de „energia are masă”, putem spune „particulele de materie și radiația sunt reciproc transformabile și, prin urmare, sunt capabile de transformări reciproce cu alte forme de energie”. Aceasta este crearea și distrugerea materiei. Astfel de evenimente distructive nu pot avea loc în domeniul fizicii, chimiei și tehnologiei obișnuite, ele ar trebui căutate fie în procese microscopice, dar active studiate de fizica nucleara, sau într-un creuzet la temperatură ridicată bombe atomice, pe soare și stele. Cu toate acestea, ar fi nerezonabil să spunem că „energia este masă”. Spunem: „energia, ca și materia, are masă”.
Masa unei substanțe obișnuite
Spunem că masa materiei obișnuite este plină de o rezervă uriașă energie interna egal cu produsul dintre masă și (viteza luminii) 2. Dar această energie este conținută în masă și nu poate fi eliberată fără dispariția a cel puțin unei părți din ea. Cum a apărut o idee atât de uimitoare și de ce nu a fost descoperită mai devreme? A fost propus mai devreme - experiment și teorie sub diferite forme - dar până în secolul al XX-lea, schimbarea energiei nu a fost observată, deoarece în experimentele obișnuite aceasta corespunde unei modificări incredibil de mică a masei. Cu toate acestea, acum suntem încrezători că proiectilul are o masă suplimentară datorită energiei sale cinetice. Chiar și la o viteză de 5000 m/s, un glonț care cântărea exact 1 g în repaus va avea o masă totală de 1,00000000001 g. Platină încinsă cu o greutate de 1 kg va adăuga 0,000000000004 kg în total și, practic, nicio cântărire nu va putea înregistrați aceste modificări. Numai atunci când rezervele uriașe de energie sunt eliberate din nucleul atomic sau când „proiectilele” atomice sunt accelerate la o viteză apropiată de viteza luminii, masa de energie devine vizibilă.
Pe de altă parte, chiar și o diferență subtilă de mase semnifică posibilitatea separării sumă uriașă energie. Astfel, atomii de hidrogen și heliu au mase relative de 1,008 și 4,004. Dacă patru nuclee de hidrogen s-ar putea combina într-un singur nucleu de heliu, masa de 4,032 s-ar schimba la 4,004. Diferența este mică, doar 0,028, sau 0,7%. Dar ar însemna o eliberare gigantică de energie (în principal sub formă de radiație). 4,032 kg de hidrogen ar da 0,028 kg de radiație, care ar avea o energie de aproximativ 600.000.000.000 Cal.
Comparați acest lucru cu 140.000 Cal, care este eliberat atunci când aceeași cantitate de hidrogen se combină cu oxigen într-o explozie chimică.
Energia cinetică convențională are o contribuție semnificativă la masa de protoni foarte rapizi produși de ciclotroni, iar acest lucru creează dificultăți atunci când se lucrează cu astfel de mașini.
De ce mai credem că E = mc2
Acum percepem acest lucru ca o consecință directă a teoriei relativității, dar primele suspiciuni au apărut deja spre sfârșitul secolului al XIX-lea, în legătură cu proprietățile radiațiilor. Atunci părea probabil ca radiația să aibă masă. Și din moment ce radiația poartă, ca pe aripi, cu o viteză cu energia, mai exact, este energia însăși, a apărut un exemplu de masă care aparține ceva „imaterial”. Legile experimentale ale electromagnetismului au prezis că undele electromagnetice trebuie să aibă „masă”. Dar înainte de crearea teoriei relativității, doar imaginația nestăpânită putea extinde raportul m = E / c2 la alte forme de energie.
Toate tipurile de radiații electromagnetice (unde radio, lumină infraroșie, vizibilă și ultravioletă etc.) sunt caracterizate de unele aspecte comune: toate se propagă în gol cu aceeași viteză și toate poartă energie și impuls. Ne imaginăm lumina și alte radiații sub formă de unde care se propagă cu o viteză mare, dar definită c = 3 * 108 m / sec. Când lumina lovește suprafața absorbantă, se generează căldură, ceea ce indică faptul că fluxul de lumină transportă energie. Această energie trebuie să se propagă împreună cu fluxul la aceeași viteză a luminii. De fapt, viteza luminii se măsoară în acest fel: în funcție de timpul de zbor al unei porțiuni de energie luminoasă de o distanță lungă.
Când lumina lovește suprafața anumitor metale, ea elimină electronii, scăpând în același mod ca și cum ar fi loviti de o minge compactă. , aparent, se răspândește în porții concentrate, pe care le numim „quanta”. Aceasta este natura cuantică a radiației, în ciuda faptului că aceste porțiuni, aparent, sunt create de unde. Fiecare porțiune de lumină cu aceeași lungime de undă are aceeași energie, determinată de un „cuantum” de energie. Astfel de porțiuni se grăbesc cu viteza luminii (de fapt, sunt ușoare), transferând energie și impuls (impuls). Toate acestea fac posibilă atribuirea unei anumite mase radiațiilor - o anumită masă este atribuită fiecărei porțiuni.
Când lumina este reflectată dintr-o oglindă, căldura nu este eliberată, deoarece fasciculul reflectat duce toată energia, dar oglinda este afectată de o presiune similară presiunii bilelor elastice sau moleculelor. Dacă, în loc de o oglindă, lumina lovește o suprafață absorbantă neagră, presiunea devine la jumătate. Aceasta indică faptul că fasciculul poartă impulsul oglinzii. Prin urmare, lumina se comportă ca și cum ar avea masă. Dar este posibil să știi din altă parte că ceva are masă? Există masa de sine stătătoare, cum ar fi lungimea, Culoarea verde sau apa? Sau este un concept artificial definit de un comportament precum Modestia? Masa, de fapt, ne este cunoscută sub trei forme:
- A. O afirmație neclară care caracterizează cantitatea de „substanță” (din acest punct de vedere, masa este inerentă substanței - o entitate pe care o putem vedea, atinge, împinge).
- B. Anumite afirmații care îl leagă de alte mărimi fizice.
- B. Masa este conservată.
Rămâne de determinat masa în termeni de impuls și energie. Atunci orice lucru în mișcare cu impuls și energie trebuie să aibă „masă”. Masa sa ar trebui să fie (impuls) / (viteză).
Teoria relativitatii
Dorința de a lega împreună o serie de paradoxuri experimentale privind spațiul și timpul absolut a dat naștere teoriei relativității. Două tipuri de experimente cu lumină au produs rezultate contradictorii, iar experimentele cu electricitate au exacerbat acest conflict și mai mult. Apoi Einstein a sugerat schimbarea regulilor geometrice simple pentru adunare vectorială. Această schimbare este esența „teoriei sale speciale a relativității”.
Pentru viteze mici (de la melcul lent la cea mai rapidă dintre rachete) noua teorieîn concordanţă cu cea veche.
La viteze mari, comparabile cu viteza luminii, măsurarea noastră a lungimii sau a timpului este modificată de mișcarea corpului față de observator, în special, masa corpului devine cu atât mai mare cu cât se mișcă mai repede.
Atunci teoria relativității a proclamat că această creștere a masei era complet generală. La viteze normale, nu există modificări și doar la o viteză de 100.000.000 km/h masa crește cu 1%. Cu toate acestea, pentru electroni și protoni emiși de atomi radioactivi sau acceleratoare moderne, aceasta ajunge la 10, 100, 1000%... Experimentele cu astfel de particule de înaltă energie confirmă perfect relația dintre masă și viteză.
Pe cealaltă margine, există radiații care nu au masă de repaus. Nu este o substanță și nu poate fi ținută în repaus; pur și simplu are masă și se mișcă cu o viteză de c, deci energia sa este mc2. Vorbim despre cuante ca fotoni atunci când vrem să observăm comportamentul luminii ca flux de particule. Fiecare foton are o anumită masă m, o anumită energie E = mc2 și un impuls (momentum).
Transformări nucleare
În unele experimente cu nuclee, masele atomilor după explozii violente se adună pentru a nu da aceeași masă totală. Energia eliberată poartă cu ea o parte din masă; se pare că piesa de material atomic lipsă a dispărut. Totuși, dacă atribuim masei de energie măsurată E/c2, constatăm că masa este conservată.
Anihilarea materiei
Suntem obișnuiți să ne gândim la masă ca pe o proprietate inevitabilă a materiei; prin urmare, trecerea masei de la materie la radiație - de la o lampă la o rază de lumină care evadează arată aproape ca distrugerea materiei. Încă un pas - și vom fi surprinși să aflăm ce se întâmplă cu adevărat: electronii pozitivi și negativi, particulele de materie, combinându-se împreună, se transformă complet în radiație. Masa substanței lor este transformată într-o masă egală de radiație. Acesta este un caz de dispariție a materiei în sensul cel mai literal. Ca în focalizare, într-un fulger de lumină.
Măsurătorile arată că (energie, radiații în timpul anihilării) / c2 este egal cu masa totală a ambilor electroni - pozitivi și negativi. Un antiproton, care se combină cu un proton, se anihilează, de obicei cu eliberarea de particule mai ușoare cu energie cinetică mare.
Crearea substanței
Acum că am învățat să gestionăm radiațiile de înaltă energie (razele X cu unde ultrascurte), putem pregăti particule de materie din radiație. Dacă aceste fascicule sunt bombardate cu o țintă, ele emit uneori o pereche de particule, de exemplu, electroni pozitivi și negativi. Și dacă folosim din nou formula m = E / c2 atât pentru radiație, cât și pentru energia cinetică, atunci masa se va conserva.
Pur și simplu complicat - Energie nucleară (atomică).
- Galerie de imagini, poze, fotografii.
- Energia nucleară, energia atomului - fundații, oportunități, perspective, dezvoltare.
- Fapte interesante, informații utile.
- Știri verzi - Energie nucleară, energie atomică.
- Legături către materiale și surse - Energie nucleară (atomică).
