Yadro reaktorlari. Yadro energetikasi muammolari. Reja: Yadro energiyasining kamchiliklari. Yadro energiyasining ijobiy va salbiy tomonlari

Oddiy moddaning massasi
Biz oddiy materiyaning massasi (yorug'lik tezligi) 2 bo'lgan massa mahsulotiga teng bo'lgan juda katta ichki energiya zaxirasiga ega deymiz. Ammo bu energiya massada mavjud va uning hech bo'lmaganda bir qismi yo'qolmasdan chiqarilishi mumkin emas. Bunday ajoyib g'oya qanday paydo bo'ldi va nega u ilgari kashf etilmagan? Bu ilgari taklif qilingan - eksperiment va nazariya turli shakllarda - lekin XX asrga qadar energiyaning o'zgarishi kuzatilmadi, chunki oddiy tajribalarda u massaning nihoyatda kichik o'zgarishiga to'g'ri keladi. Biroq, endi biz snaryadning kinetik energiyasi tufayli qo'shimcha massaga ega ekanligiga ishonchimiz komil. 5000 m/s tezlikda ham tinch holatda roppa-rosa 1 g bo'lgan o'qning umumiy massasi 1,00000000001 g bo'ladi.1 kg og'irlikdagi oq-issiq platina jami 0,000000000004 kg qo'shadi va deyarli hech qanday tortish imkoni bo'lmaydi. ushbu o'zgarishlarni ro'yxatdan o'tkazing. Atom yadrosidan juda katta energiya zahiralari ajralib chiqqanda yoki atom «snaryadlari» yorug‘lik tezligiga yaqin tezlikda tezlashtirilgandagina energiya massasi sezilarli bo‘ladi.
Boshqa tomondan, hatto nozik massa farqi ham katta miqdordagi energiyani chiqarish imkoniyatini bildiradi. Shunday qilib, vodorod va geliy atomlarining nisbiy massalari 1,008 va 4,004 ga teng. Agar to'rtta vodorod yadrosi bitta geliy yadrosiga birlasha olsa, 4,032 ning massasi 4,004 ga o'zgaradi. Farqi kichik, atigi 0,028 yoki 0,7%. Ammo bu energiyaning ulkan chiqishini anglatadi (asosan nurlanish shaklida). 4,032 kg vodorod 0,028 kg radiatsiya hosil qiladi, bu esa taxminan 600 000 000 000 kal energiyaga ega bo'ladi.
Buni 140 000 Kal bilan solishtiring, u bir xil miqdordagi vodorod kimyoviy portlashda kislorod bilan birlashganda ajralib chiqadi.
An'anaviy kinetik energiya siklotronlar tomonidan ishlab chiqarilgan juda tez protonlar massasiga katta hissa qo'shadi va bu bunday mashinalar bilan ishlashda qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.
Nima uchun biz hali ham E = mc2 deb ishonamiz
Endi biz buni nisbiylik nazariyasining to'g'ridan-to'g'ri natijasi sifatida qabul qilamiz, ammo birinchi shubhalar 19-asrning oxirlarida, nurlanish xususiyatlari bilan bog'liq holda paydo bo'lgan. Keyin radiatsiya massaga ega bo'lib tuyuldi. Va radiatsiya, qanotlarda bo'lgani kabi, energiya tezligida, aniqrog'i, energiyaning o'zi bo'lganligi sababli, "nomoddiy" narsaga tegishli bo'lgan massa misoli paydo bo'ldi. Elektromagnetizmning eksperimental qonunlari buni bashorat qilgan elektromagnit to'lqinlar"massa" bo'lishi kerak. Ammo nisbiylik nazariyasi yaratilishidan oldin, faqat cheksiz tasavvur m = E / c2 nisbatini energiyaning boshqa shakllariga kengaytirishi mumkin edi.
Elektromagnit nurlanishning barcha turlari (radio to'lqinlar, infraqizil, ko'rinadigan va ultrabinafsha nurlar va boshqalar) o'ziga xos xususiyatlarga ega. umumiy xususiyatlar: ularning barchasi bo'shliqda bir xil tezlikda tarqaladi va ularning barchasi energiya va impulsni olib yuradi. Biz yorug'lik va boshqa nurlanishni = 3 * 108 m / sek bilan yuqori, ammo aniq tezlik bilan tarqaladigan to'lqinlar shaklida tasavvur qilamiz. Yorug'lik yutuvchi sirtga tushganda, issiqlik hosil bo'ladi, bu yorug'lik oqimining energiya olib borishini ko'rsatadi. Bu energiya oqim bilan bir xil yorug'lik tezligida tarqalishi kerak. Darhaqiqat, yorug'lik tezligi shu tarzda o'lchanadi: uzoq masofadagi yorug'lik energiyasining bir qismining parvoz vaqtiga ko'ra.
Yorug'lik ba'zi metallar yuzasiga tushganda, elektronlarni urib yuboradi va xuddi ixcham to'p bilan urilgandek qochib ketadi. , aftidan, biz "kvanta" deb ataydigan konsentrlangan qismlarga tarqaladi. Bu nurlanishning kvant tabiati, garchi bu qismlar, aftidan, to'lqinlar tomonidan yaratilgan. Bir xil to'lqin uzunligiga ega yorug'likning har bir qismi energiyaning "kvanti" bilan belgilanadigan bir xil energiyaga ega. Bunday qismlar yorug'lik tezligida (aslida ular engil), energiya va impulsni (impuls) uzatadi. Bularning barchasi ma'lum bir massani nurlanishga bog'lash imkonini beradi - har bir qismga ma'lum bir massa tegishli.
Oynadan yorug'lik aks ettirilganda, issiqlik ajralib chiqmaydi, chunki aks ettirilgan nur barcha energiyani olib ketadi, lekin oynaga elastik sharlar yoki molekulalarning bosimiga o'xshash bosim ta'sir qiladi. Agar ko'zgu o'rniga yorug'lik qora yutuvchi sirtga tushsa, bosim yarmiga teng bo'ladi. Bu nurning oynaning momentumini ko'tarishini ko'rsatadi. Shuning uchun yorug'lik o'zini xuddi massasi bordek tutadi. Ammo biror narsaning massasi borligini boshqa joydan bilish mumkinmi? Massa o'ziga xos tarzda mavjudmi? o'z huquqi uzunligi kabi, yashil yoki suv? Yoki bu kamtarlik kabi xatti-harakatlar bilan tavsiflangan sun'iy tushunchami? Massa, aslida, bizga uchta shaklda ma'lum:

• 
  A. «modda» miqdorini tavsiflovchi noaniq gap (shu nuqtai nazardan qaraganda, massa substansiyaga xosdir - biz ko'rishimiz, teginishimiz, surishimiz mumkin bo'lgan mavjudlik).
  
• 
  B. Uni boshqa fizik miqdorlar bilan bog'lovchi ma'lum bayonotlar.
  
• 
  B. Massa saqlangan.
  

Impuls va energiya bo'yicha massani aniqlash qoladi. Keyin impuls va energiyaga ega bo'lgan har qanday harakatlanuvchi narsa "massa" ga ega bo'lishi kerak. Uning massasi (momentum) / (tezlik) bo'lishi kerak.