ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Возможные источники ядерной энергии из "Ядерная физика " Прежде всего среди огромного многообразия экзотермических ядерных реакций очень трудно найти такую, которую можно, хотя бы в принципе, рассматривать как пригодную для ядерной энергетики. Как мы убедимся в этом параграфе, до сих пор удалось найти только три типа таких реакций деление тяжелых ядер нейтронами, реакции синтеза легчайших ядер и экзотермические реакции расщепления легчайших ядер. [c.561] Каждому из этих требований в отдельности удовлетворить нетрудно, но выполнить сразу оба удается лишь в редчайших случаях. Действительно, первым требованием возможные виды исходного горючего ограничиваются стабильными изотопами, встречающимися в природе, долгоживущими нестабильными изотопами и, наконец, частицами или изотопами, которые можно получить в больших масштабах в самих экзотермических реакциях. Вторым требованием крайне затрудняются макроскопические реакции, начинающиеся столкновениями ядер. Все атомные ядра обладают электрическими зарядами, причем одного и того же знака. Поэтому сближению ядер препятствует отталкивающий кулоновский барьер. Чтобы преодолеть отталкивание и сблизиться на расстояние, достаточное для вступления в реакцию, ядра должны сталкиваться с достаточно большими относительными кинетическими энергиями. Эти энергии сильно варьируются в зависимости от типа реакции, но в любом случае должны быть не меньше нескольких кэВ. Кроме того, ядер с такими энергиями надо иметь очень много. Действительно, при энерговыделении, скажем, 100 Вт/см в реакцию ежесекундно в каждом см должны вступать 10 —10 ядер, если считать, что в отдельной реакции выделяется энергия в несколько МэВ. Для того чтобы оценить масштаб килоэлектронвольтной кинетической энергии ядра с макроскопических позиций, укажем для примера, что в ракете, летящей с космической скоростью порядка 10 км/с, на один атом приходится кинетическая энергия не более десятых долей эВ, а при температуре 10 ООО К на одну степень свободы приходится энергия, равная примерно одному элект-ронвольту. [c.562] Величина кулоновского барьера пропорциональна произведению ZjZa атомных номеров сталкивающихся ядер, так что из реакций столкновения заряженных ядер могут быть перспективны в смысле практической осуществимости только реакции на самых легких ядрах. [c.562] Как эндотермический в целом процесс, цепная генерация фотонов вполне возможна и до энергий порядка 10 эВ реально осуществляется в мазерах и лазерах. Создание лазеров в диапазоне v-излу-чения сопряжено с трудностями принципиального характера и находится в стадии предварительных обсуждений. [c.563] В отличие от остальных нейтральных частиц, нейтроны в земной коре есть, и в огромных количествах, но не свободные, а связанные в атомных ядрах. Из гл. X, 3, п. 6 мы знаем, что нейтроны испускаются в реакциях (п, f) деления тяжелых ядер нейтронами, причем эти реакции экзотермичны. Поэтому цепная реакция деления в принципе возможна и, как мы увидим ниже, широко осуществляется в промышленных масштабах. [c.563] Поэтому для макроскопического осуществления этих реакций нужны при прочих равных условиях намного большие температуры. [c.563] Маломощные радиоактивные источники энергии уже существуют. В нашей стране разработана серия источников Бета ( Бе-та-С , Бета-М ), рабочим веществом которых является изотоп церия б,Се с периодом полураспада 290 дней. В США сделан источник мощностью 25 Вт на основе изотопа плутония 94PU , период полураспада которого 86,4 года. Этот источник может работать непрерывно в течение 5—10 лет. Радиоактивные источники энергии могут найти применение в отдаленных от линий электропередач местностях в случаях, когда потребление электроэнергии невелико, но постоянно и продолжается в течение длительного времени. Примером являются автоматические метеостанции. [c.564] Вернуться к основной статье