Еще сравнительно недавно, в 1937 году, Эрнест Резерфорд отметил, что использование атомной энергии – это дело весьма далекого будущего, и долгое время обсуждать ядерные процессы будут только физики. Но уже в 1942 году в США был пущен первый ядерный реактор.
В нашей стране первый ядерный реактор был запущен в 1946 году. Как видите, даже великие ученые могут заблуждаться, ведь от высказывания Резерфорда до первого реактора прошло всего 5 лет. Кстати, поначалу основной интерес представляла собой не управляемая реакция деления, а такие реакции, которые приводили бы к ядерному взрыву. Но когда закончилась Вторая мировая война сразу поднялся вопрос о мирном использовании атомной энергии, и все силы ученых были направлены на то, чтобы создать такие установки, где можно было бы получать энергию атомных ядер и использовать ее в мирных целях. Речь идет о ядерных электростанциях, АЭС, атомных электростанциях, как их теперь называют. Важно отметить, что первая атомная электростанция была пущена в нашей стране, в 1954 году в городе Обнинске. Эта электростанция по современным меркам достаточно маленькая. Ее мощность составила всего лишь 5 тысяч кВт.
Кроме атомных электростанций ядерные установки, силовые установки, как их часто называют, используют и на других объектах. В частности, в больших кораблях, авианосцах или подводных лодках. Первый атомоход, первый ледокол на атомной энергетической установке был построен тоже в нашей стране – это ледокол «Ленин». Он вступил в строй в 1959 году. Следом за ним появился целый ряд атомных ледоколов, которые по сию пору служат у нас на северном флоте. Наиболее перспективными ядерными реакторами, ядерными установками считаются установки на быстрых нейтронах. Мы уже обсуждали это на предыдущем уроке, говорили, что самое прогрессивное второе поколение ядерных реакторов – это реакторы на быстрых нейтронах. В нашей стране есть такая электростанция – это Белоярская АЭС, где один только энергоблок составляет 600 МВт.
Хотелось бы отметить, что атомная энергетика не ограничивается только атомными электростанциями или силовыми установками на атомоходах. Ядерное топливо используется и при запуске космических кораблей. Существует проект запуска спутников, в работе которых будет использоваться энергия ядерного топлива. Проще говоря, атомная энергетика является сегодня одной из важных статей экономического развития страны.
A = e·Δφ = 1,6·10⁻¹⁹·1000 = 1,6·10⁻¹⁶ Дж (1)
2)
Эта работа равна кинетической энергии протона:
Ek = m·V²/2 = 1,67·10⁻²⁷ · V² /2 ≈ 0,84·10⁻²⁷·V² (2)
3)
Приравняем (2) и (1)
0,84·10⁻²⁷·V² = 1,6·10⁻¹⁶
V² = 1,6·10⁻¹⁶ / 0,84·10⁻²⁷·V² ≈ 1,9·10¹¹
V = √ (1,9·10¹¹) ≈ 0,44·10⁶ м/с
4)
Сила Лоренца, действующая на протон в магнитном поле является и центростремительной силой:
q·B·V = m·V²/R
Радиус:
R = m·V / (q·B) = 1,67·10⁻²⁷·0,44·10⁶ / (1,6·10⁻¹⁶·0,2) ≈ 23·10 ⁻⁶ м
Период:
T = 2π·R/V = 2·3,14·23·10⁻⁶ / 0,44·10⁶ ≈ 3,3·10⁻¹⁰ c