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 48 z 68
Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.
Tímto způsobem můžeme vysvětlit rozdíl v
charakteru štěpení izotopů uranu 215U 238U. Pro některá těžšíjádra stačí
pro aktivaci štěpení energie získaná zachyce
ním neutronu. Např. Samovolně uran štěpí
s obrovským poločasem rozpadu asi 1016let. Vpřípadě a)
je znázorněn vznik stabilního útvaru snížením potenciální energie jeho částí, vpřípadě rozdělením složeného útvaru vzniknou dvě stabilnější části opět snížením
jejich potenciální energie.
Pro energetické využití musíme reakci štěpení
urychlit.
Hovořili jsme reakcích, při kterých se
uvolňuje energie. Případy ad) jsou modely reakcí endotermických. Jestliže jde reakci
exotermickou, jestliže jedná reak
ci endotermickou.reakce exotermická reakce endotermická
a c/
energie
reakce
b/ d/
Schéma exotennických endotermických reakcí. druhé straně však nemá ani
hilace elementárních částic jako zdroj energie
praktický význam, neboť pro vytvoření pod
mínek, při kterých může probíhat, zapotřebí
vynaložit daleko více energie, než uvolní při
anihilaci. Využití klidové energie
je 100% !
Proces anihilace hmoty antihmoty jeví
z hlediska efektivnosti jako ideální zdroj ener
gie. Současně pomalu klesá odpuzování elek
trickými silami mezi protony jádra. Energetické změny, kteréprobíhajípři těchto reakcích, můžeme znázornit mechanickém modelu.
pro Z2/A (Th E^~ MeV,
pro Z2/A (prvek 120) Me
Jádra, pro která Z2/A 45, nemohou exis
tovat, neboť taková jádra vytvoření ihned
samovolně rozštěpí. Tyto dva modely představují schéma reakcí exotennických. Během štěpení původně
kulové jádro deformuje, zvětšuje svůj povrch
a proti silám povrchového napětí musí konat
práci. zkušenosti víme,
že kapka rtuti rozdělí, jestliže překonáme
síly povrchového napětí, např. klepnutím skle
něnou tyčinkou.
Zapišme jadernou reakci jednoduše jako
a kde jsou částice jádra do
reakce vstupující jsou produkty reakce. Neutron je
zvláště výhodný, neboť nenese elektrický ná
boj nemusí překonávat bariéru odpudivých
elektrických sil protonů tak jako nabité části
ce.
Ne každá exotermická reakce však probíhá
samovolně. Obrovská energie nutná pro umě
lé získání antičástic. „Výhřevnost“ anihilačního paliva 100
až OOOkrát větší než jaderného paliva (ště
pení, syntéza). Podobně ijádro atomu může
me určitým omezením považovat kapku
jaderné kapaliny. Nakonec
se kapka zaškrtí, elektrostatické odpuzování
nabyde převahy nad silami povrchového na
pětí oddělí obě části jádra, které sebe
rozletí velkou rychlostí asi 000 . Pokud <2= nazýváme
takovou reakci pružným procesem, při němž
hmotnosti částic před reakci zůstávají
stejné. Podobně tomu pro
reakci štěpení uranu. interakce jádra neutronem. Takové reakce nazýváme
exotermické. Dodaná energie je
úměrná zvýšení klidové hmotnosti při reakci.
46
. Při procesu e++ e~—> celá klidová
hmotnost pozitronu elektronu změní na
2 fotony záření gama.
aktivační energie Počátečním podnětem
pro štěpení, „klepnutím“ jádra, může být
např.
Začneme kapkou rtuti. tomu, aby hořelo uhlí, ho
musíme zapálit dodat počáteční impulz pro
rozběh reakce. Bariéra štěpení klesá zvyšující ne
stabilitou jader, která vyjádřena parametrem
štěpení Z2/A:
pro Z2/A (Au Pb) MeV. Pro nastartováníjaderné synté
zy musí jádra překonat bariéru odpudivých
elektromagnetických sil.s1, Proto
štěpení bude probíhat pouze tehdy, jestliže já
dru dodáme energii větší, než bariéra štěpe
ní (způsobená vlivem povrchové energie) tzv. Uvolněná energie úměrná
úbytku klidové hmotnosti při reakci. Opačné
reakce, při kterých musíme energii dodávat,
se nazývají endotermické.
O typu reakce pak rozhodne energie reakce
Q (ma+ mb- —md) c2, která vyjadřuje
rozdíl součtu klidových energií částic vstu
pujících reakce součtu klidových energií
produktů reakce.
Setká-li částice antičásticf, navzájem za
nikají uvolnění příslušného množství ener
gie
