Енергія радіоактивності

Спочатку загальна енергія, що випускається радіоактивними речовинами, представлялася такий невеликий, що здавалося, не варто витрачати на неї час. Загальна кількість енергії радіоактивного випромінювання, що звільняється грамом урану в 1 секунду, здавалося незначною частиною енергії, що звільняється при горінні свічки.

Однак через кілька років з'ясувалося дещо ще. Дійсно, маса урану чалапала дуже мало енергії за секунду часу, але вона продовжувала випускати її секунда за секундою, день за днем, місяць за місяцем і рік за роком без помітних змін. Освобождаемая ураном енергія за такий тривалий час виявлялася поис-тнпе величезною. І нарешті, стало ясно, що маса урану, з якої створювалася ця величезна енергія, нехай навіть неймовірно повільно, протягом 45 мільярдів років (!), Зменшувалася за цей час всього лише наполовину.

Якщо всю енергію, o6pa3yeMyto грамом урану за допомогою його радіоактивності протягом багатьох мільйонів років, вдалося б зібрати, то вона виявилася б набагато більше, ніж енергія, що викликається горінням свічки масою, рівною тій, якою володів уран .

Давайте спробуємо підійти до предмету нашого дослідження з іншого боку. Тоді ми повинні представити, що 1 атом урану розбивається і при цьому вистрілюється альфа-частинка. Ми також подумаємо і про 1 атомі вуглецю, з'єднується з 2 атомами кисню, щоб утворити вуглекислоту (вуглекислий газ). Виходить, що атом урану, щоб розкластися, повинен віддати у 2 мільйони разів більше енергії, ніж потрібно для з'єднання атома вуглецю.

Енергія радіоактивності опинилася в мільйони разів потужнішою, ніж енергія, що виділяється в ході хімічних реакцій. Розумне людство залишалося в невіданні щодо явища радіоактивності, але було дуже добре знайоме з хімічними реакціями. Для цього було декілька причин.

По-перше, самі загальні радіоактивні процеси протікали настільки повільно, що їх величезна енергія виділялася в ті чення надзвичайно тривалого періоду часу, так що її кількість, що виділяється в секунду, здавалося несуттєвим для будь-якого практичного застосування.

По-друге, хімічні реакції легко контролюються за допомогою зміни кількості речовин, їх концентрації, температури, тиску, стану, перемішування і т. д. За ними легко спостерігати, контролювати їх і вивчати. Швидкість радіоактивних процесів не можна було змінити.

Але, незважаючи на все вищесказане, радіоактивність, нарешті, була виявлена і інтенсивність її енергії була розпізнана і відзначена в 1902 році Марією Скло-Довськ-Кюрі і її чоловіком П'єром Кюрі (1859-1906).

І все ж звідки береться енергія при радіоактивному випромінюванні? Чи може вона приходити ззовні? Чи можуть будь-яким чином радіоактивні атоми збирати: Шерги із зовнішнього середовища, концентрувати її, «згустивши» в мільйон разів, і потім випускати?

Для того щоб сконцентрувати енергію подібним чином, необхідно було порушити те, що прийнято називати другим законом термодинаміки. Вперше цей закон сформулював в 1850 році німецький фізик Рудольф Юліус Еммануїл Клаузиус (1822-1888), і він виявився настільки корисним, що фізики довго не наважувалися заявити про його недотримання, що поки їм нарешті не довелося це зробити.

Інше припущення було пов'язано з тим, що радіоактивні атоми створювали енергію з нічого. Це, звичайно, суперечило закону збереження енергії (так званому першому закону термодинаміки), що фізики також не могли допустити.

Їм залишалося лише припустити, що щось всередині атома було джерелом енергії, яка залишалася невідомою людині до тих пір, поки не була відкрита радіоактивність. Одним з перших до такого висновку прийшов вже згаданий нами Анрі Бек-Керель.

Можливо, спочатку здалося, що тільки радіоактивні елементи могли володіти подібним запасом енергії десь всередині атома, але в 1903 році Резерфорд припустив, що всі атоми мали великий енергетичний запас, захований всередині них. Просто атоми урану і торію віддавали цю енергію легше інших, що робило їх особливими.

Але якщо всередині атомів існує великий запас енергії, то можна припустити, що саме тут таїться розгадка походження сонячної енергії. Вже в 1899 році американський геолог Томас Чемберлен (1843 - 1928) висловив припущення про існування зв'язку між радіоактивністю і сонячною енергією.

Він припустив існування на Сонце цього недавно виявленого джерела енергії (звичайно, зовсім не обов'язково традиційно радіоактивного, але в мільйони разів потужнішого, ніж хімічна енергія), завдяки якому Сонце виділяє енергію мільйони років без явних фізичних змін, як і уран, практично не змінюється з часом. Але тоді Сонце новішими не стискається і не повинно було заповнювати земну орбіту 25 мільйонів років тому.

Можливо, нам все це здається дивним. Але слід врахувати, що в 1900 році структура атома була ще практично не досліджена і вчені тільки припускали існування цієї нової енергії.

Завдяки усталеною традицією навіть сьогодні говорять про Комісії з атомної енергії. І все ж термін «атомна енергія» видається не дуже вдалим. У перші десятиліття XX століття стало очевидно, що звичайна хімічна енергія пов'язана з переміщеннями електронів, а ці електрони - частина атома. Все сказане означало, що звичайний вогонь - також різновид атомної енергії.

Однак електрони існували тільки у відкритих областях атома. З того часу, коли Резерфорд розробив ядерну теорію будови атома, не залишилося сумнівів, що і радіоактивність, і сонячна радіація пов'язані з невідомими складовими частинами атома, які повинні бути більш масивними і більш рухливими, ніж легкі електрони. Отже, джерело цієї енергії повинен був знаходитися в атомному ядрі, тому все, що залучено в радіоактивний процес або що відбувається на Сонці, краще позначати одним і тим же поняттям «ядерна енергія». Це найбільш відповідна назва для наступного розділу книги, в якому ми познайомимося з історією дослідження атомної енергії, яка стала предметом пильного інтересу вчених на самому початку XX століття. А менш ніж через півстоліття людство було поставлено перед дилемою: добре це чи погано.

. LKOII ДІІ.ІІ.І 'ОІІ

Дж.Дж. Томсон і знось лабораторії. Праворуч перші рентгенівські знімки

І.інфаторні Рентгена н університеті Вюрцбурга

Антуан Анрі ЬС'ККС'РСМІ.

Ганс Гі йгор (urea) it Ернест Ре: ІЕ | х |> орд в, Манчестерському університеті (приблизно 19) 0 сприяння з)

Міірім Ск.тдонскпі- Кюрі і дні се дочі'рі 1% н; і ((. іти) ее ГІрічі

. кіоффож] / 1 (11111 Hllll.ll

ТЇІ / НЇІЕС ] (I.) IIOI. 'I!; -! І.ХІТ! 1, Дмитро Менделєєв і Ііогуслан Ііраумер ее Празі ее 1900 році. Ьраупер був професором хімії н Богемському університеті н 11 pare Антуан Лоран Лануааье н СІО дружина. Ьіуазі.е і своїй лабораторії під час досліджень повітря (малюнки, зроблені мадам Лавуазі> е

Кімната, в якій Кюрі відкрили радій. На задньому плані дошка з робочими записами Кюрі

А . їі / к'рт Мліікслі.соїі

11 ні'ретателп мірних прискорювачів. ') рпсст ТЗ. Уолтон (с. »чт). І, їло» Д. Кокрофт (трапа) з лордом Ре.іерфордом (н ц / 'ітрг)? и Імморнлжском університеті та нач; ілс 19.І0-Х голів

Нольфіаїн-Паулі, який читає лекцію і Копенгагені (апрелі. І! Ш іода)

Трієст О. Лоуренс тримає і руках МОДЕЛІ. мірного циклотрона (знімок 19.40 року)

Інформація, релевантна "Енергія радіоактивності"

1. 3.2. Правове регулювання поводження з радіоактивними відходами
   енергії, хоча поводження з радіоактивними відходами не віднесена в цьому Законі до регульованих в ньому видах діяльності в галузі використання атомної енергії (ст. 4). У Дер-| 3. Поняття і види відходів, законодавство про відходи 553 ної Думі йде обговорення спеціального Федерального закону «Про радіоактивних відходах». Тому на сучасному етапі досить корисні діють у цій
   
2. (дод.) § 91. ПЕРСПЕКТИВИ АТОМНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ
   енергетика - отримання електричної енергії з використанням ядерних реакторів, на яких вловлюється теплова енергія радіоактивного розпаду ядерного "палива" - збагаченого урану і деяких інших радіоактивних матеріалів. Головні аргументи на користь розвитку ядерної енергетики - це порівняльна дешевизна енергії, невелика кількість відходів (у перерахунку на одиницю
   
3. (дод.) § 68. ПОБУТОВА радіаційного навантаження
   енергії або спеціальним використанням радіоактивного випромінювання. Це навантаження може бути отримана при використанні побутових приладів (в першу чергу кольорових телевізорів і годин зі світловим циферблатом, в яких використані люмінофори), а також при рентгенологічних обстеженнях. Гранично допустимою вважається побутова радіаційне навантаження в 500 мбер / рік, хоча є думка, що
   
4. 1.3. Правові вимоги та заходи щодо поводження з радіоактивними речовинами та матеріалами
   енергетиці та інших сферах і ризик забруднення навколишнього середовища зумовлюють потребу в правовому регулюванні поводження з радіоактивними речовинами та матеріалами. Масштаби ризику шкоди для природи і людини можна, зокрема, оцінити по аварії на Чорнобильській АЕС. 532 XXII. Правові основи поводження з речовинами, матеріалами і відходами У законодавстві та науковій літературі
   
5. ВСТУП
   енергія служить людині з найперших його кроків на Землі . Вона постачає його світлом і теплом без малого мільярд років. Справа в тому, що Сонце є величезною атомної машиною, і саме воно виробляє тепло і світло, завдяки якому на Землі з'явилося життя. Для того щоб людина навчилася керувати атомною енергією і зрозумів її природу , як це трапилося в XX столітті, мали виникнути
   
6. Азімов Айзек. Світи всередині світів. Історія відкриття і підкорення атомної енергії / Пер. з англ. С. Федорова. - М.: ЗАТ Центр- поліграф. - 172 с., 2004
   
   
7. (дод.) § 70. ЕКОСІТІ
   енергозбереження, ресурсозбереження, мінімального забруднення навколишнього середовища) і радують око різноманітністю форм, багато зелені, транспорт екологічний. Енергія на комунальні потреби витрачається економно за рахунок когенерірованія (наближення невеликих джерел електроенергії до споживачів), використання сонячної енергії та енергозбереження (особливо за рахунок теплоізоляції стін будівель).
   
8. (дод.) § 30. Акумуляція РЕЧОВИН ОРГАНІЗМАМИ
   енергії, використовуються багаторазово: після загибелі організмів вони повертаються редуцентамі в навколишнє середовище. Однак при проходженні речовин по «естафетам» харчових ланцюгів концентрація деяких з них підвищується. Так, на етапі «рослина - фітофаг» у кілька разів зростає вміст азоту і фосфору (останнього - особливо у риб). Водночас, є речовини (як правило, з числа
   
9. 11.5. Фізичне забруднення міського середовища
   енергії високовольтними лініями електропередачі (ЛЕП), великими радіо-і телевізійними станціями, радарами і локаторами. Воно по-різному впливає на різні живі організми, в деяких випадках стимулює життєві процеси (на цьому засновані прийоми передпосівної обробки насіння електричним струмом різної частоти), в інших - служить джерелом хвороб. Дані про вплив електромагнітного
   
10. 10.10. Енергозбереження
    енергії та енергетичного подорожчання виробленої продукції. Антропогенне енергія надходить в АгрЕС у формі пов'язаної енергії, витраченої на виробництво добрив, пестицидів, пального, сільськогосподарської техніки, будівництво тваринницьких приміщень тощо Економічний ефект від нарощування величини антропогенної енергії підпорядковується дії закону спадної ефективності
    
11. Ядерна бомбардування
      енергія, яка стає доступною, коли один вид ядер змінюється на інший, перед ними постало питання, чи може людина викликати і регулювати подібні зміни, чи можуть вони ставати джерелом корисної енергії, причому такий, про яку раніше не могли і мріяти. Хімічну енергію можна було легко викликати і контролювати, оскільки вона обумовлена змінами електронів на зовнішніх
    
12. Термоядерні бомби
      енергію, аналогічну тій, що виходила на Сонці. Існує 3 відомих ізотопу водню. Звичайний водень майже повністю складається з водню-1, в ядрах якого знаходиться по одному протону. Невелика кількість складають ядра водню-2 (дейтерію), що складаються з 1 протона і нейтрона, причому такі атоми виявлялися абсолютно стабільними. У 1934 році Резерфорд, що працював разом
    
13. МАСА І ЕНЕРГІЯ
      енергії. Спочатку здавалося неможливим, що абсолютна величина запасу енергії в атомі в мільйон разів перевищувала хімічну енергію. Проте після проведення серії досліджень, спочатку ніяк не пов'язаних з даною проблемою, цей висновок вже не виглядав таким неймовірним. Припустимо, що людина, що стоїть на платформі, що рухається зі швидкістю 20 кілометрів на годину, кидає по ходу
    
14. Протони в ядрах
      енергії. Отже, при з'єднанні 12 ядер водню (протона) і 6 електро нів, щоб вони утворювали ядро вуглецю, має бути витрачено значну кількість енергії. Астон виявив, що при утворенні все більш і більш великих ядер все більша частина маси перетворюється на енергію (хоча і не цілком пропорційно), поки не досягне максимуму для атомів, подібних залозу.
    
15. 7.1. Програмная лекція 7.1 за модулем 7 "Основи неоекології": - Проблеми екологічної безпеки.
      енергії. 9. Чому шум також шкідливий як зміг? 10.Ежегодний зростання шумового забруднення. 11.Вліяніе шуму на рослинність, тварин, людини. Наслідки. 12.Шумовое сп'яніння, визначення. 13.Прічіни притуплення слуху. 14.Вліяніе ультразвуку та інфразвуку. 15.Прімери боротьби з шумом в давнину. 16.Проблеми боротьби з шумом і шляхи (заходи)