Современные методы защиты окружающей среды

Масса покоя ядра тяжелых элементов (например, урана) больше массы покоя осколков, на которые делится ядро. Для лег­ ких ядер наоборот, - сумма масс исходных ядер больше массы син­ тезируемого ядра. Например, масса покоя ядра гелия на много меньше массы покоя двух ядер тяжелого водорода, на которые можно разделить ядро гелия. Из данной закономерности следует, что при слиянии легких ядер масса покоя уменьшается и, значит, процесс экзотермический. Подобные реакции слияния легких ядер первоначально возможны при сверхвысокой температуре (не менее десятков миллионов гра­ дусов), которая далее поддерживается за счет большого энерговы­ деления. Термоядерные реакции происходят только на легких яд­ рах, так как синтез более тяжелых ядер требует еще более сверх­ высоких температур, которые вообще невозможно достичь. Реакции синтеза атомных ядер обладают той особенностью, что в них энергия, выделяемая на один нуклон, значительно боль­ ше, чем в реакциях деления тяжелых ядер. Например, при делении ядра выделяется энергии около 200 МэВ или на один нуклон приходится около 0,84 МэВ; в реакции синтеза ядер гелия из ядер дейтерия и трития (реакция 3.8) выделяется 17,6 МэВ или на один нуклон: 17,6/5 = 3,5 МэВ. Максимальный энергетический эффект имеют реакции, конечным продуктом которых являются ядра ато­ мов гНе"^, энергия связи которых максимальная по сравнению с яд­ рами других легких элементов. Примером таких реакций являются: 0 +i r f ^ 2Не' + оп' + Q,{Q= 17,6 МэВ); (3.8) зЫ® + irf ^ 22Не" +Q,iQ = 22,4 МэВ), (3.9) где Q - энерговыделения (энергетический эффект). Для слияния ядер необходимо, чтобы они сблизились на рас­ стояние около 1 0 с м , т.е. чтобы они преодолели кулоновские си­ лы отталкивания и попали в сферу действия ядерных сил. Если энергия относительного движения ядер меньше высоты кулонов- ского потенциального барьера, образуемого электростатическими 117