Jaderná energie

| Kategorie: Učebnice  | Tento dokument chci!

TAJEMSTVÍ atomu ENERGIE BEZ KOUŘE TREZOR NA TISÍC LET SUROVINA NEBO ODPAD PODIVUHODNÉ PAPRSKY TAJEMSTVÍ ENERGIE HMOTY BEZPEČNOST JADERNÝCH ELEKTRÁREN JADERNÁ SYNTÉZA

Autor: ČEZ

Strana 44 z 68

Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.

Jak získat tento dokument?






Poznámky redaktora
elem entární částice látky? tuto otázku nemá fyzika dodnes definitivní odpověď. Hmotnost elektronu asi 1836krát menší než hmotnost nukleonu. Číselně roven 1,602. Prokázal, hmot­ nost neztrácí. Antoine Laurent Lavoisier používal při svých che­ mickýchpokusechjemných vah. Energii světě atomů vyjadřujeme elek- tronvoltech eV. Čím větší rychlostí pohybuje, tím více jeho hmot­ nost vzrůstá. Představa ato­ mu jako základního elementu látky prodělala od stol.10 '19C) při urychlení elektrickým polem napětí V. Struktura látky V době objevu teorie relativity toho nebylo o struktuře látky známo mnoho. Graf závislosti hmotnosti částice rychlosti. Jeho myšlenky však zprvu nebyly uznány. Jednotka hmotnosti kilogram ajednotka energie joule jsou totiž pro mikrosvět částic příliš velké. tělesa jako celku. Naopak, energie látky úměrná její hmotnosti oba zákony zachování, hmot­ nosti energie platí současně vedle sebe. Ten pak později zdokonalil dán­ ský fyzik Bohr (1913) konečně obje­ vu neutronu německý fyzik Heisen­ berg (1934). Zákon zachování hmotnosti stejné doběformuloval také ruský učenec Lomonosov.0 1.c2 Povězme něco více Einsteinově slav­ ném vzorci.10 I9J, což je 1pro svět atomů jednotka poměrně malá, pro­ to používají násobky keV 10’eV MeV = 106eV. atomová hmotnostní jednotka).0 2. Připomeňme si: atom skládá nesmírné malého jádra kladným elektrickým nábojem, kolem něhož obíhají záporně nabité elektro­ ny. Energii získá elektron (s elektrickým nábojem 1,602. Například 235U hmot­ nost 235,04393 nám stačí uvažovat hodnotu 235 u., kdy poprvé vyslovil řec­ ký filozof Demokritos, dlouhý vývoj. Tak jak moderní fyzika proniká stále více hlubin struktury látky, objevuje se atom stále složitější.5 2. Při větší rychlosti kmitání zvětšuje hmot­ nost jednotlivých částic tělesa tími hmotnost V těchto jednotkách odpovídá podle Ein­ steinova vztahu otnosti energie 931,494 MeV.5 1,0 0 Albertu Einsteinovi ajeho teorii relativity toho bylo napsánojiž mnoho. Jak vypadá skutečně m m0 3. doby jeho objevu platil názor, hmotnost energie jsou dvě napros­ to rozdílné sobě nezávislé veličiny. Roku 1842 německý lé­ kař Mayer analogicky dokázal, také energie nemůže být uměle vytvořena, ani se nemůže ztratit, ale pouze přeměňovat zjed­ ná formy druhou. Naše cesta uvolňováním klidové energie látky vede přímo jádrům atomů. tak malá hodnota, můžeme při pozorování hmot­ nosti atomu zanedbat elektrony připadá méně než 0,05 celkové hmotnosti atomu. 1. Počet protonů jádře označu­ jeme počet nukleonů počet neutronů je pak Konkrétní atom prvku zapi­ sujeme AZX. staletí pátrali učenci podstatě struktury látky, na­ konec roku 1770 francouzskému chemikovi A. Proto praktic­ kých důvodů používáme světě atomů jako jednotku hmotnosti (označovanou 1/12 hm otnosti neutrálního atom uhlíku 12C, což přibližně 1,66 10~27kg (tzv. Nemějte však obavy své těles­ né proporce, protože při rychlostech, jichž můžeme dosáhnout my, tento přírůstek úplně neznatelný. kdybychom mohli pohybovat rychlostí 000 zvětšila by naše hmotnost pouze tomu, aby těleso zvětšilo svou hmotnost dvojnásobek, musí pohybovat rychlostí 261 000 s"1! Stejně tak zvětšuje hmotnost tělesa při za­ hřívání, neboť tepelná energie určována rychlosti kmitavých pohybů částic tělesa. Ener­ gie tělesa souvisí jeho pohybovým stavem, vyjadřuje schopnost tělesa konat práci, zatím­ co hmotnost tělesa souvisí jeho setrvačný­ mi gravitačními účinky. Uveďme, teorie relativity exis­ tují dvě. Při ochlazování (kdy tepel­ ná energie uvolňuje) hmotnost tělesa naopak zmenšuje. Uveďme dále jednotky hmotnosti energie používané vjaderné fyzice. Zásad­ ní poznatky přinesl rok 1910, kdy britský fyzik Rutherford sestrojil planetární mo­ del atomu. Objevil tak zákon zacho­ vání energie, který později přesně formuloval německý fyzik Helmholz. Elektronový obal atomu při­ bližně desetitisíckrát větší průměr než samot­ né jádro. Pro naše úvahy posta­ čí předpokládat, hmotnost částice jádra - nukleonu zhruba rovna Hmotnost ato­ mu jednotkách bude potom přibližně rovna počtu nukleonů. Prakticky tedy veškerá hmotnost atomu koncentrována jádra, které obrovskou hustotu cm3„jaderné látky“ vážil 400 milionů tun! Protože však velikost jádra tak mizivě malá oproti rozměru celého atomu, skládá se látka především prázdného prostoru. Lavoisierovi podařilo objevit zákon za­ chování hmotnosti. Poté však přichází Einstein prohlašu­ je: energie hmotnost nejsou sobě nezávis­ lé veličiny. A právě tento Einsteinův slavný vzorec klí­ čem našem putování energií. Dohromady jim říkáme nukleony latinského nucleus = ořech, jádro). Určité hmot­ nosti odpovídá určitá energie naopak. Jádro atomu tvoří dva druhy částic: klad­ né protony neutrální neutrony. Součet hmotností před pokusu zůstával stejný. deset letpozději uveřejnil Einstein obecnou teorii relativity, která je zobecněním speciální teorie relativity pro případ gravitace.. Tím samozřejmě vývoj názorů na strukturu látky neskončil, objevily nové teorie, nová důmyslnější experimentální zařízení, kterých potvrzují překvapující předpovědi. roku 1905, které jsme hovořili, se nazývá speciální teorie relativity. Napří­ klad každé těleso, které uvedeme pohybu, se stává těžší, protože energie, kterou dodá­ váme, představuje přírůstek hmotnosti. Změny energie jsou tedy spojeny vždy se změnami hmotnosti. Energie hmotnost jsou tedy navzájem úměrné jsou spolu neoddělitelně vázány pře­ kvapivě jednoduchým vztahem c2. Při rychlostech blízkých již není možno přírůstek hmotnosti zanedbat musíme vním počítat napříkladpři návrhu velkých urychlovačů na­ bitých částic. př. Zá­ vislost hmotnosti částice rychlosti vyjádřena vzorcem m0/ Hmotnost rovna m (klidová hmotnost) jen při Při malých rych­ lostech oproti rychlosti světla cje přírůstek hmot­ nosti nepatrný. 0,5 0,71 0,87 1,0-1- 42 . Julius Robert Mayer nebyl fyzik, ale přesto mu Z fyziologických pozorování podařilo objevit zákon zachováníenergie. To, cojedné sloučeniněpo experimen­ tu hmotnosti chybělo, zbylo buďjako látka nová, nebo přibylo hmotnosti jiné sloučenině