Химическая энциклопедия

ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ

внутренняя энергия атомного ядра, вьщеляющаяся при ядерных превращениях. Обусловлена действием внутри атомных ядер сил притяжения между составляющими ядра нуклонами - протонами и нейтронами. Силы притяжения между нуклонами действуют только на очень небольших расстояниях, сопоставимых с размерами ядер (10-13см). В результате действия ядерных сил при образовании ядер из протоноври нейтронов пвьщеляется большое кол-во энергии, подобно тому, как при хим. р-циях вьщеляется энергия, соответствующая энергии возникающих хим. связей между атомами.
Полная энергия, высвобождающаяся при образовании ядра из нуклонов (она равна энергии связи ядра Есв,см.Ядро атомное)отвечает дефекту массы, т. е. уменьшению массы образовавшегося ядра по сравнению с общей исходной массой составляющих его протонов и нейтронов. Так, при образовании ядра4Не из двух протонов и двух нейтронов дефект массы равен ок. 0,0293 а. е. м. и эквивалентен выделению ок. 28 МэВ. Отношение энергии связи к числу составляющих ядро нуклонов Есв/А, гдеА -массовое число, наз. уд. энергией связи ядра.
Быстрое уменьшение сил ядерного притяжения между нуклонами с ростом расстояния приводит к слабой зависимости уд. энергии связи от массового числа ядра (рис.). У легких ядер уд. энергия связи невелика (ок. 7 МэВ/нуклон в случае4Не). С ростомАчисло соседей у каждого нуклона возрастает, и растет значение Есв/А.Оно достигает максимума при А = 50-60 (так, у ядер56Fe Есв/A8,5 МзВ/нуклон), а затем вновь убывает. Снижение уд. энергии связи с ростом Апроисходит довольно медленно, у ядер738U Есв/A =7,4 МэВ/нуклон. Из этой зависимости следует, что экзотермич. являются р-ции ядерного синтеза (образование легких ядер из легчайших) и р-ции деления тяжелых ядер, а также спонтанный распад.

Зависимость удельной энергии связи ядра от массового числа.

Энергия, освобождающаяся при образовании ядер из протонов и нейтронов в расчете на 1 моль, примерно в 109раз больше, чем энергия, к-рая вьщеляется при хим. р-циях. Однако точно так же, как при проведении хим. р-ций обычно не удается освободить всю энергию, отвечающую энергии хим. связей атомов в образующихся соединениях, так и при проведении ядерных превращений вьщеляется энергия, значительно меньшая, чем Я. э., отвечающая всей энергии связи нуклонов в ядрах. Исключение составляют только процессы синтеза легких ядер (4Не и др.), имеющие место, напр., в звездном в-ве. Так, по совр. представлениям, энергия Солнца обусловлена выделением энергии связи нуклонов в ядрах4Не, к-рые образуются в недрах Солнца из протонов и нейтронов в результате цикла последоват. превращений.
В земных условиях освободить и использовать Я. э. удается в двух процессах. Во-первых, при термоядерном синтезе, т. е. при синтезе ядер сравнительно легких элементов из еще более легких ядер, у к-рых энергия связи меньше. Примером такого процесса служит ядерная р-ция с участием двух ядер дейтерия, приводящая к образованию ядра3Не и выделению нейтрона. Во-вторых, высвобождение Я. э. наблюдается при делении тяжелых ядер (235U,239Pu и др.) на два осколка - ядра элементов середины периодич. системы элементов, у к-рых энергия связи больше, чем у тяжелых ядер.
Первый способ реализован пока только в неуправляемом термоядерном взрыве т. наз. водородной бомбы. Попытки реализовать управляемый термоядерный синтез и в результате получать Я. э. в регулируемых условиях до сих пор к успеху не привели. Второй способ получения Я. э. осуществляется как при неуправляемом взрыве ядерного боеприпаса, так и благодаря управляемой ядерной цепной р-ции деления в ядерном реакторе (используется, как правило,235U или239Ри). Во всех этих случаях удается освободить гл. обр. в виде тепловой энергии менее 10% общей энергии связи, отвечающей участвующим в превращениях ядрам. Тем не менее, Я. э., освобождающаяся в расчете на 1 моль подвергшегося превращению в-ва, в 106-107раз превышает энергию, к-рую можно получить при проведении хим. превращения с 1 молем реагента (напр., при сжигании 1 моля углерода).
В ядерных превращениях Я. э. освобождается в виде кинетич. энергии частиц (новых синтезированных ядер, осколков деления и др.), движущихся с огромными скоростями, а также в виде жесткого электромагн. излучения (рентгеновского и у). Торможение частиц сопровождается переходом кинетич. энергии гл. обр. в тепловую.
В литературе, особенно издававшейся в 40-50-е гг. 20 в., часто вместо термина "Я. э." использовали термин "атомная энергия", что не вполне оправдано, т. к. речь идет именно об энергии, заключенной внутри ядра.

Лит.:Физические величины. Справочник, М., 1991.

С. С. Бердоносов.

  1. ядерная энергияатомная энергия внутренняя энергия атомного ядра выделяющаяся при ядерных реакциях См. Ядерные реакции. Энергия которую необходимо затратить для расщепления ядра на соста...Большая Советская энциклопедия II
  2. ядерная энергияnuclear energy...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  3. ядерная энергиявнутр. энергия атомного ядраi связанная с движением и взаимодействием образующих ядро нуклонов. Я.i э. изменяется при ядерных превращениях. Энергия выделяется если в резу...Большой энциклопедический политехнический словарь
  4. ядерная энергияЯДЕРНАЯ энергия атмная энергия внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении ц...Большой Энциклопедический словарь V
  5. ядерная энергияЯДЕРНАЯ энергия атомная энергия внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при ядерных превращениях ядерных реакциях. энергия связи ядра. дефект массыНуклоны протоны и...Большой Энциклопедический словарь V
  6. ядерная энергиявнутр. энергия атомного ядра связанная с движением и взаимодействием образующих ядро нейтронов и протонов. Источником Я.э. в ЯО являются взрывные цепные ядерные реакции д...Военный энциклопедический словарь
  7. ядерная энергияатомная энергия внутр. энергия атомных ядер выделяющаяся при некрых ядерных превращениях. Использование Я. э. основано на осуществлении цепных реакций деления тяжлых ядер...Естествознание. Энциклопедический словарь
  8. ядерная энергияатомная энергия внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при некоторых ядерных реакциях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепных реакций делени...Иллюстрированный энциклопедический словарь
  9. ядерная энергияЯдерная энергия внутренняя энергия атомного ядра связанная с движением и взаимодействием образующих ядро нуклонов нейтронов и протонов. Выделяется в процессе радиоактивно...Морской словарь
  10. ядерная энергияЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯstrong ЭНЕРГИЯ выделяемая в процессе ядерной реакции как результат перехода МАССЫ в энергию так как описано в уравнении Еmсsup где Е emэнергия m масса с ...Научно-технический энциклопедический словарь
  11. ядерная энергияот ядро атомное энергия внутренняя энергия атомного ядра связанная с взаимодействиями и движениями образующих ядро протонов и нейтронов нуклонов. Начала современного ес...Начала современного естествознания
  12. ядерная энергияядролы энергия...Орысша-қазақша «Электроника, радиотехника және байланыс» терминологиялық сөздік
  13. ядерная энергияядерна енергя....Російсько-український словник сталих словосполучень
  14. ядерная энергияnuclear power...Русско-английский морской словарь
  15. ядерная энергияnuclear energy...Русско-английский политехнический словарь
  16. ядерная энергияnuclear energy atomic energy...Русско-английский словарь по физике
  17. ядерная энергияenergia nucleare atomica...Русско-итальянский политехнический словарь
  18. ядерная энергияядролы энергия...Русско-казахский терминологический словарь «Водное хозяйство»
  19. ядерная энергияnukleare Energie Kernenergie...Русско-немецкий политехнический словарь
  20. ядерная энергияAtomenergie atomare Energie nukleare Energie...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  21. ядерная энергияAtomenergie atomare Energie nukleare Energie...Русско-немецкий химический словарь
  22. ядерная энергияatomenergi...Русско-норвежский словарь
  23. ядерная энергияnkleer enerji...Русско-турецкий словарь
  24. ядерная энергияatom enerjisi...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
  25. ядерная энергияядерна енергя...Русско-украинский политехнический словарь
  26. ядерная энергияjadern energie...Русско-чешский словарь
  27. ядерная энергияЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ атомная энергия внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при некоторых ядерных реакциях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении цепны...Современная энциклопедия
  28. ядерная энергияЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ атомная энергия внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при ядерных превращениях ядерных реакциях. Энергия связи ядра. Дефект массыНуклоны протоны и ...Современный энциклопедический словарь
  29. ядерная энергияЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ атмная энергия внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях. Использование ядерной энергии основано на осуществлении це...Современный энциклопедический словарь
  30. ядерная энергияNuclear energy внутренняя энергия атомных ядер выделяющаяся при ядерном делении или ядерных реакциях. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом...Термины атомной энергетики
  31. ядерная энергияатомная энергия внутр. энергия ат. ядра выделяющаяся при ядерных превращениях. Энергия крую необходимо затратить для расщепления ядра на составляющие его нуклоны наз. эне...Физическая энциклопедия