Ядерные реакции. Ядерная энергетика. Термоядерный синтез

• Модель Гейзенберга – Иваненко. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые одним словом были названы нуклонами. Число нейтронов в ядре N равно разности массового числа A (количество нуклонов) и зарядового числа Z (количество протонов) N = A – Z.
• Ядерные реакции – превращения атомных ядер при распаде и при взаимодействиях друг с другом или с элементарными частицами:

${}_{{𝑍}_1}{}^{{𝐴}_1}{\mathrm{X}}_1+{}_{{𝑍}_2}{}^{{𝐴}_2}{\mathrm{X}}_2\to {}_{{𝑍}_3}{}^{{𝐴}_3}{\mathrm{X}}_3+{}_{{𝑍}_4}{}^{{𝐴}_4}{\mathrm{X}}_4.$

• В процессе ядерных реакций выполняются законы сохранения массового и зарядового числа:

${𝐴}_1+{𝐴}_2={𝐴}_3+{𝐴}_4, {𝑍}_1+{𝑍}_2={𝑍}_3+{𝑍}_4.$

• Ядерная энергетика использует ядерную энергию для преобразования её в электрическую. Ядерная энергия высвобождается при делении тяжёлых ядер или при синтезе лёгких ядер.
• Слияние ядер возможно только при высоких температурах, поэтому такие реакции называются термоядерными.
• Между нуклонами в ядрах действуют силы притяжения, называемые ядерными силами, а ядерное взаимодействие называют сильным взаимодействием.

• Масса ядра всегда меньше суммы масс слагающих его протонов и нейтронов:

  $∆𝑚=\left(𝑍{𝑚}_{\mathrm{p}}+𝑁{𝑚}_{\mathrm{n}}\right)- {𝑀}_{\mathrm{я}},$

  где M_я – масса ядра, Z и N – число протонов и нейтронов в ядре, а m_p и m_n – массы свободных протона и нейтрона. Величина Δm называется дефектом массы.

• Энергия связи ядра – это минимальная энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны:

$𝐸=∆𝑚{𝑐}^2.$