Атомная энергетика и атомное оружие - реферат

Содержание:

1. Парадокс атома

1.1. Модель атома Резерфорда.

1.2. Создание модели атома: квантовая теория и спектроскопия.

2. Атомная энергетика

2.1. Радиоактивность: ее открытие и природа.

2.2. Получение ядерной энергии.

2.3. Ядерные реакторы: систематизация.

2.4. Термоядерная энергия – база энергетики грядущего

3. Атомное орудие

3.1. Современные атомные бомбы и снаряды

3.2. Современные термоядерные бомбы и снаряды

3.3. «Чистая» водородная бомба

4. Атом и экология.

1. Парадокс атома.

Как сейчас Атомная энергетика и атомное оружие - реферат понятно, идея о том, что материя может состоять из отдельных частиц, в первый раз была высказана Левкиппом из Милета в 5 в. до н.э. Эту идею развил его ученик Демокрит, который и ввел слово атом (от греческого атомос, что означает неразделимый). Сначала 19 века Джон Дальтон (1766 – 1844) возродил это слово, подведя научную базу под Атомная энергетика и атомное оружие - реферат умозрительные идеи старых греков. Согласно Дальтону, атом – это крохотная неразделимая частичка материи, принимающая роль в хим реакциях.

Обыкновенные представления об атоме, принадлежащие Дальтону, были поколеблены в 1897 г., когда Дж. Дж. Томсон (1856 – 1940) установил, что атому могут испускать еще наименьшие негативно заряженные частички (позже нареченные электронами). Стало естественным Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, что атом обладает внутренней структурой. Это открытие указывало, что атом, по-видимому, должен содержать и положительные заряды. Томсон представил, что электроны рассеяны в положительно заряженном атоме, подобно «изюминкам в булке». Эта модель не позволяла разъяснить некие характеристики атомов, но более совершенную модель удалось сделать только после открытия радиоактивного излучения. Явление радиоактивности Атомная энергетика и атомное оружие - реферат было открыто Беккерелем, который нашел, что атому урана самопроизвольно испускают излучение. Известны 3 формы этого излучения: бета частички (негативно заряженные электроны), альфа частички (положительно заряженные ядра гелия, состоящие из 2-ух протонов и 2-ух нейтронов) и гамма-излучение (коротковолновое электрическое излучение, не несущее заряда).

1.1. Модель атома Резерфорда.

В 1911 г. Эрнест Резерфорд (1871 – 1937) предложил Атомная энергетика и атомное оружие - реферат совсем новейшую модель атома, основанную на результатах его собственных тестов и тестов Ханса Гейгера (1882 – 1945), в каких измерялось рассеяние альфа частиц при прохождении через золотую фольгу. Согласно модели Резерфорда, положительный заряд и основная масса атома сосредоточены в центральном ядре, вокруг которого движутся электроны. Сейчас мы знаем, что Атомная энергетика и атомное оружие - реферат атом представляет собой практически пустое место с крохотным ядром, размеры которого в 10-ки тыщ раз меньше размеров атома в целом. Сами атомы тоже максимально малы: 10 млн. атомов, выстроенные в ряд, составят всего 1 мм.

Позднее Резерфорд установил, что положительный заряд ядра несут частички в 1836 раз более томные, чем электрон. Он Атомная энергетика и атомное оружие - реферат именовал их протонами. Заряд протона равен по величине, но противоположен по знаку заряду электрона. Простой атом – атом водорода – состоит из 1-го протона (ядра) и 1-го электрона, передвигающегося вокруг него.

Более томные ядра содержат большее число протонов (это число именуют атомным номером), при этом оно всегда равно числу окружающих ядро Атомная энергетика и атомное оружие - реферат электронов. Позже было установлено, что все ядра атомов, кроме ядра водорода, содержат также частички и другого типа – незаряженные частички (нареченные потому нейтронами) с массой, практически равной массе протона.

1.2. Создание модели атома: квантовая теория и спектроскопия.

Датский физик Нильс Бор (1885 – 1962), сделавший последующий принципиальный шаг на пути сотворения модели атома, опирался при всем этом Атомная энергетика и атомное оружие - реферат на две другие области исследовательских работ. 1-ая из их – квантовая теория, 2-ая – спектроскопия. В первый раз мысль квантования была высказана Максом Планком (1858 – 1947) в 1900 г. для разъяснения механизма излучения тепла (и света) нагретым телом. Планк показал, что энергия может излучаться и поглощаться только определенными порциями, либо квантами.

Базы Атомная энергетика и атомное оружие - реферат спектроскопии были заложены еще Исааком Ньютоном (1642 – 1727): он пропустил луч солнечного света через стеклянную призму, разложив его на совокупа цветов видимого диапазона. В 1814 г. Йозеф Фраунгофер (1787 – 1826) открыл, что диапазон солнечного света содержит несколько черных линий, соответственных, как было установлено позднее, линиям в диапазоне испускания водорода, в каком произошел электронный разряд.

Бор обосновал Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, что передвигающийся электрон в атоме водорода может существовать лишь на фиксированных орбитах, а спектральные полосы водорода соответствуют поглощению (черные полосы) либо излучению (светлые полосы) кванта энергии; эти процессы происходят, когда электрон «перепрыгивает» с одной фиксированной орбиты на другую. Модель Бора, позже улучшенная Арнольдом Зоммерфельдом (1868 – 1951), позволила достигнуть фурроров Атомная энергетика и атомное оружие - реферат в разъяснении диапазона водорода.

Согласно современной квантовой теории, фиксированные орбиты Бора не следует представлять очень практически – в реальности электрон в атоме с некой вероятностью может быть найден в любом месте, а не только лишь поблизости орбиты. Это – следствие квантовой механики, которая была в главном сформулирована Вернером Гейзенбергом (1901 – 1976) и Эрвином Атомная энергетика и атомное оружие - реферат Шредингером (1887 – 1961). В ее базе лежит так именуемый принцип неопределенности Гейзенберга. В итоге орбиты Бора оказались не точными траекториями электрона, а местами его более возможного обнаружения в атоме. Согласно идее корпускулярно-волнового дуализма, в первый раз высказанной Луи де Бройлем, субатомные частички можно обрисовывать так же, как и свет, в Атомная энергетика и атомное оружие - реферат том смысле, что в одних случаях для этого целенаправлено воспользоваться понятием «частица», а в других – «волна». Так, «пучок» электронов ведет себя как совокупа частиц в катодных лучах, но как совокупа волн в электрическом микроскопе. Но, исходя из убеждений химии, представление об атоме, как о мельчайшей частице материи, принимающей роль в Атомная энергетика и атомное оружие - реферат хим реакциях, как и раньше остается более комфортным.

2. Атомная энергетика.

Ядерная энергия играет исключительную роль в современном мире: ядерное орудие влияет на политику, оно нависло опасностью над всем, живущим на Земле. А пока население земли стремится утолить свои безпрерывно растущие потребности в энергии методом безграничного развития ядерной энергетики, радиоактивные отходы Атомная энергетика и атомное оружие - реферат загрязняют нашу планетку. В реальности жизнь на Земле всегда зависела от ядерной энергии: ядерный синтез питает энергией Солнце, радиоактивные процессы в недрах Земли нагревают ее жидкое ядро оказывают влияние на подвижность материковых плит. Ядерная энергия выделяется, во-1-х, при радиоактивном распаде и делении атомного ядра, а во Атомная энергетика и атомное оружие - реферат-2-х, с процессе синтеза – слияния легких ядер в более томные.

2.1. Радиоактивность – ее открытие и природа.

Радиоактивность была открыта Антуаном Беккерелем (1852 – 1908). После получения радия стало ясно, что радиоактивный процесс сопровождается выделением множества энергии. Распад радия происходит в несколько стадий, при всем этом выделяется в 2*105 раз больше энергии, чем при Атомная энергетика и атомное оружие - реферат сгорании таковой же массы угля. Ядро атома имеет поперечник порядка 10-12 см и состоит из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (нейтральных частиц с массой, практически равной массе протона). Только ядро водорода состоит только из одного-единственного протона (и не содержит нейтронов). Большая часть частей представляет собой смесь изотопов, ядра Атомная энергетика и атомное оружие - реферат которых различаются числом нейтронов.

2.2. Получение ядерной энергии.

Получение ядерной энергии в огромных количествах в первый раз было достигнуто в цепной реакции деления ядер урана. Когда изотоп уран-235 поглощает нейтрон, ядро урана распадается на две части и при всем этом вылетают два – три нейтрона. Если из числа нейтронов, образующихся после Атомная энергетика и атомное оружие - реферат каждого акта деления, в последующем участвует в среднем более 1-го нейтрона, то процесс экспоненциально наращивается, приводя к неуправляемой цепной реакции.

Для преобразования ядерной энергии в электронную этот процесс нужно замедлить и сделать управляемым; тогда его можно использовать для получения тепла, которое потом преобразуется в электричество. Атомный реактор – это собственного рода Атомная энергетика и атомное оружие - реферат «печка». Возможность деления ядра урана-235 велика, если последний движется сравнимо медлительно (со скоростью около 2 км/c). Для замедления нейтронов в атомный реактор помещают особые материалы, именуемые замедлителями.

2.3. Ядерные реакторы: систематизация.

Ядерные реакторы можно систематизировать по типу используемых в их замедлителей: реакторы на графите, на воде и на тяжеленной воде Атомная энергетика и атомное оружие - реферат. Тяжеленной именуется вода, в какой обыденный водород заменен его томным изотопом – дейтерием. Томная вода поглощает существенно больше электронов, чем рядовая.

Для поддержания цепной реакции нужно определенное количество делящегося вещества. Если в реакторе пропадает в итоге поглощения либо испускания больше нейтронов, чем появляется, то реакция не будет самоподдерживающейся. Если Атомная энергетика и атомное оружие - реферат же, напротив, нейтронов появляется больше, чем пропадает, то реакция становится самоподдерживающейся и нарастающей. Малое количество вещества, обеспечивающее самоподдерживающееся протекание реакции, именуется критичной массой . Для обычной работы ядерного реактора поток нейтронов должен поддерживаться неизменным на требуемом уровне. Режим работы реактора регулируют, вдвигая и выдвигая стержни из всасывающего материала.

2.4. Термоядерная энергия – база энергетики грядущего Атомная энергетика и атомное оружие - реферат.

1-ая половина 20 века закончилась наикрупнейшей победой науки – техническим решением задачки использования большенных припасов энергии томных атомных ядер – урана и тория. Этого вида горючего, сжигаемого в атомных котлах, не так много в земной коре. Если всю энергетику земного шара перевести на него, то при современных темпах роста употребления Атомная энергетика и атомное оружие - реферат энергии урана и тория хватит только на 100 – 200 лет. За тот же срок исчерпаются припасы угля и нефти.

2-ая половина 20 века будет веком термоядерной энергии. В термоядерных реакциях происходит выделение энергии в процессе перевоплощения водорода в гелий. Стремительно протекающие термоядерные реакции осуществляются, как говорилось выше, в водородных бомбах. На Атомная энергетика и атомное оружие - реферат данный момент перед наукой стоит задачка воплощения термоядерной реакции не в виде взрыва, а в форме управляемого, расслабленно протекающего процесса. Решение этой задачки даст возможность использовать большенные припасы водорода на Земле в качестве ядерного горючего.

В термоядерных реакторах, непременно, будет употребляться не обыденный, а тяжкий водород. В итоге использования водорода с Атомная энергетика и атомное оружие - реферат атомным весом, хорошим от более распространенного в природе, получится получить ситуацию, при которой литр обыкновенной воды по энергии окажется равноценен приблизительно 400 литрам нефти. Простые расчеты демонстрируют, что дейтерия (разновидность водорода, которая будет употребляться в схожих реакциях) хватит на земле на сотки лет при самом бурном развитии энергетики Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, в итоге чего неувязка заботы о горючем отпадет фактически навечно.

3. Атомное орудие.

Атомное орудие – самое массивное орудие на сегодня, находящееся на вооружении 5 стран-сверхдежав: Рф, США, Англии, Франции и Китая. Существует также ряд стран, которые ведут более-менее удачные разработки атомного орудия, но их исследования либо не окончены, либо Атомная энергетика и атомное оружие - реферат эти страны не владеют необходимыми средствами доставки орудия к цели, что делает его глупым. Индия, Пакистан, Северная Корея, Ирак, Иран имеют разработки ядерного орудия на различных уровнях, ФРГ, Израиль, ЮАР и Япония на теоретическом уровне владеют необходимыми мощностями для сотворения ядерного орудия в сравнимо недлинные сроки.

Тяжело переоценить роль ядерного орудия Атомная энергетика и атомное оружие - реферат. С одной стороны, это массивное средство устрашения, с другой – самый действенный инструмент укрепления мира и предотвращения военного конфликтами меж державами, которые владеют этим орудием. С момента первого внедрения атомной бомбы в Хиросиме прошло 52 года. Мировое общество близко подошло к пониманию того, что ядерная война неизбежно приведет к Атомная энергетика и атомное оружие - реферат глобальной экологической катастрофе, которая сделает предстоящее существование населения земли неосуществимым. В течение многих лет создавались правовые механизмы, призванные разрядить напряженность и ослабить противоборство меж ядерными державами. Так к примеру, было подписано огромное количество договоров о сокращении ядерного потенциала держав, была подписана Конвенция о Нераспространении Ядерного Орудия, по которой страны-обладателя Атомная энергетика и атомное оружие - реферат обязались не передавать технологии производства этого орудия другим странам, а страны, не имеющие ядерного орудия, обязались не решать шагов для его разработки; в конце концов, совершенно не так давно сверхдержавы условились о полном воспрещении ядерных испытаний. Разумеется, что ядерное орудие является важным инвентарем, который стал регулирующим эмблемой целой Атомная энергетика и атомное оружие - реферат эры в истории интернациональных отношений и в истории населения земли.

3.1. Современные атомные бомбы и снаряды.

Зависимо от мощности атомного заряда атомные бомбы, снаряды делят на калибры: малый, средний и большой. Чтоб получить энергию, равную энергии взрыва атомной бомбы малого калибра, необходимо подорвать несколько тыщ тонн тротила. Тротиловый эквивалент атомной бомбы среднего калибра Атомная энергетика и атомное оружие - реферат составляет 10-ки тыщ, а бомбы большого калибра – сотки тыщ тонн тротила. Еще большей мощностью может владеть термоядерное (водородное) орудие, его тротиловый эквивалент может достигать миллионов и даже 10-ов миллионов тонн.

Атомные бомбы, тротиловый эквивалент которых равен 1- 50 тыс. т, относят к классу тактических атомных бомб и предопределяют для решения оперативно Атомная энергетика и атомное оружие - реферат-тактических задач. К тактическому оружию относят также артиллерийские снаряды с атомным зарядом мощность 10 – 15 тыс. т. и атомные заряды (мощностью около 5 – 20 тыс. т) для зенитных управляемых снарядов и снарядов, применяемых для вооружения истребителей. Атомные и водородные бомбы мощностью выше 50 тыс. т относят к классу стратегического орудия.

Необходимо отметить Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, что схожая систематизация атомного орудия является только условной, так как в реальности последствие внедрения тактического атомного орудия могут быть не наименьшими, чем те, которые испытало на для себя население Хиросимы и Нагасаки, а даже большенными.

На данный момент разумеется, что взрыв только одной водородной бомбы способен вызвать такие Атомная энергетика и атомное оружие - реферат томные последствия на больших территориях, каких не несли с собой 10-ки тыщ снарядов и бомб, применявшихся в прошедших глобальных войнах. А нескольких водородных бомб полностью довольно, чтоб перевоплотить в зону пустыни большие местности.

Ядерное орудие разделяется на 2 главных типа: атомное и водородное (термоядерное). В атомном оружии выделение энергии происходит Атомная энергетика и атомное оружие - реферат за счет реакции деления ядер атомов томных частей урана либо плутония. В водородном оружии энергия выделяется в итоге образования (либо синтеза) ядер атомов гелия из атомов водорода. Виды термоядерного орудия подвергнутся рассмотрению ниже.

3.2. Современное термоядерное орудие.

Современное термоядерное орудие относится к стратегическому оружию, которое может применяться авиацией для разрушения в тылу противника Атомная энергетика и атомное оружие - реферат важных промышленных, военных объектов, больших городов как цивилизационных центров. Более известным типом термоядерного орудия являются термоядерные (водородные) бомбы, которые могут доставляться к цели самолетами. Термоядерными зарядами могут начиняться также боевые части ракет различного предназначения, в том числе межконтинентальных баллистических ракет. В первый раз схожая ракета была Атомная энергетика и атомное оружие - реферат испытана в СССР еще в 1957 году, в текущее время на вооружения Ракетных Войск Стратегического Предназначения состоят ракеты нескольких типов, базирующиеся на мобильных пусковых установках, в шахтных пусковых установках, на подводных лодках.

В базе деяния термоядерного орудия лежит внедрение термоядерной реакции с водородом либо его соединениями. В этих реакциях, протекающих при Атомная энергетика и атомное оружие - реферат сверхвысоких температурах и давлении, энергия выделяется за счет образования ядер гелия из ядер водорода, либо из ядер водорода и лития. Для образования гелия употребляется, в главном, тяжкий водород – дейтерий, ядра которого имеют необыкновенную структуру – один протон и один нейтрон. При нагревании дейтерия до температур в несколько 10-ов миллионов градусов Атомная энергетика и атомное оружие - реферат его атому теряют свои электрические оболочки при первых же столкновениях с другими атомами. В итоге этого среда оказывается состоящей только из протонов и передвигающихся независимо от их электронов. Скорость термического движения частиц добивается таких величин, что ядра дейтерия могут сближаться и благодаря действию массивных ядерных сил соединяться вместе Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, образуя ядра гелия. Результатом этого процесса и становится выделения энергии.

Принципная схема водородной бомбы такая. Дейтерий и тритий в водянистом состоянии помещаются в резервуар с теплонепроницаемой оболочкой, которая служит для долгого сохранения дейтерия и трития в очень охлажденном состоянии (для поддержания из жидкостного агрегатного состояния). Теплонепроницаемая оболочка может содержать 3 слоя, состоящих Атомная энергетика и атомное оружие - реферат из твердого сплава, жесткой углекислоты и водянистого азота. Поблизости резервуара с изотопами водорода помещается атомный заряд. При подрыве атомного заряда изотопы водорода греются до больших температур, создаются условия для протекания термоядерной реакции и взрыва водородной бомбы. Но, в процессе сотворения водородных бомб было установлено, что непрактично использовать изотопы водорода, потому Атомная энергетика и атомное оружие - реферат что в таком случае бомба приобретает очень большой вес (более 60 т.), из-за чего нельзя было и мыслить об использовании таких зарядов на стратегических бомбовозах, а тем паче в баллистических ракетах хоть какой дальности. 2-ой неувязкой, с которой столкнулись разработчики водородной бомбы была радиоактивность трития, которая делала неосуществимым Атомная энергетика и атомное оружие - реферат его долгое хранение.

В процессе исследования 2 вышеуказанные задачи были решены. Водянистые изотопы водорода были изменены жестким хим соединением дейтерия с литием-6. Это позволило существенно уменьшить размеры и вес водородной бомбы. Не считая того, гидрид лития был применен заместо трития, что позволило располагать термоядерные заряды на истребителях бомбовозах и Атомная энергетика и атомное оружие - реферат баллистических ракетах.

Создание водородной бомбы не стало концом развития термоядерного орудия, появлялись все новые и новые его эталоны, была сотворена водородно-урановая бомба, также некие ее разновидности – сверхмощные и, напротив, мелкокалиберные бомбы. Завершающим шагом совершенствования термоядерного орудия стало сотворения так именуемой «чистой» водородной бомбы, которая будет описана ниже.

3.3. Незапятнанная Атомная энергетика и атомное оружие - реферат водородная бомба.

1-ые разработки этой модификации термоядерной бомбы появились еще в 1957 году, на волне пропагандистских заявлений США о разработке некоего «гуманного» термоядерного орудия, которое не несет столько вреда для будущих поколений, сколько рядовая термоядерная бомба. В претензиях на «гуманность» была толика правды. Хотя разрушительная сила бомбы не была наименьшей Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, в то же время она могла быть взорвана так, чтоб не распространялся стронций-90, который при обыкновенном водородном взрыве в течение долгого времени отравляем земную атмосферу. Все, что находится в радиусе деяния схожей бомбы, будет уничтожено, но опасность для живых организмов, которые удалены от взрыва, также для будущих поколений, уменьшится.

Но данные Атомная энергетика и атомное оружие - реферат утверждения были опровергнуты учеными, которые напомнили, что при взрывах атомных либо водородных бомб появляется огромное количество радиоактивной пыли, которая подымается массивным потоком воздуха на высоту до 30 км, а позже равномерно оседает на землю на большой площади, заражая её. Исследования, проведенные учеными, демонстрируют, что пригодится от 4 до 7 лет Атомная энергетика и атомное оружие - реферат, чтоб половина этой пыли выпала на землю.

4. Атом и экология.

Длительное время была угроза нанесения огромного вреда экологии нашей планетки за счет выброса радиоактивных веществ при ядерных испытаниях (приемущественно при атмосферных) испытаниях. Нужно учесть, что количество веществ, образующихся при взрыве, находится в зависимости от калибра бомбы. Установлено, что Атомная энергетика и атомное оружие - реферат радиоактивное инфецирование в главном определяется «осколками» деления ядер вещества, составляющего заряд бомб – урана либо плутония. У современных водородных бомб, работающих по схеме: расщепление – ядерное соединение – расщепление, появляется неограниченное количество т.н. «осколков» деления. Часть из их появляется при взрыве атомного детонатора и большая часть – при расщеплении урановой оболочки. В Атомная энергетика и атомное оружие - реферат итоге некое количество радиоактивных веществ появляется в земле, воде и окружающих предметах.

Количество радиоактивных веществ, выпадающих на землю, зависит и от вида взрыва – воздушный, наземный, подводный, подземный (в 2-ух последних случаях загрязнение земли мало). Разумеется, что ни о каком воздействии на выпадение радиоактивных частей на землю при галлактических взрывах гласить не приходится Атомная энергетика и атомное оружие - реферат. Наибольшее количество радиоактивных веществ выпадает при наземном взрыве, в особенности в районе взрыва. Метеоусловия играют также важную роль: Китай в свое время проводил наземные и атмосферные ядерные тесты в конкретной близости от границы с СССР (Киргизией) в те моменты, когда ветер имел направление в сторону СССР. Таким макаром, облака Атомная энергетика и атомное оружие - реферат радиоактивной пыли относились ветром вглубь нашей местности, и выпадавшая из их пыль рассеивалась уже на ней.

Из всех радиоактивных веществ, выпадавших на землю, более небезопасным являлся стронций-90, период полураспада которого равен 25 годам. Попадая вовнутрь человеческого организма либо животных в виде пыли, стронций, подобно кальцию, отлагается в костных тканях, что Атомная энергетика и атомное оружие - реферат в последствие приводит к возникновению опухолей разных типов и тяжести.

В этой связи тяжело переоценить роль контракта о воспрещении ядерных испытаний в 3-х сферах (на земле, под водой и в космосе), подписанного держававами-обладателями ядерного орудия. Совершенно не так давно, после того как Франция окончила свои тесты на атолле Атомная энергетика и атомное оружие - реферат Морророа в Тихом океане, все 5 сверх держав, владеющие ядерным орудием, заявили о полном прекращении ядерных испытаний. Это было достигнуто в значимой степени благодаря пониманию той ужасной опасности, которую несет внутри себя продолжение испытаний ядерного орудия, также благодаря созданию технологий компьютерного моделирования ядерных взрывов.



atmosfernie-vipadeniya-seri-i-sootnoshenie-ih-s-kriticheskimi-nagruzkami-na-territorii-narvskogo-bassejna-po-dannim-emepmsc-.html
atmosfernoe-davlenie-opit-torrichelli.html
atmosfernoe-i-osmoticheskoe-davlenie-svyazani.html