Branduolio fizika
Branduolinė energija yra svarbus šiuolaikinio gyvenimo veiksnys: branduoliniai ginklai ne tik susiję su politika, bet ir kaip bauginanti šmėkla persekioja kiekvieną žmogų. Ir kai žmonija vis didėjantį energijos poreikį tenkina plėtodami branduolinę energetiką, radioaktyviomis atliekomis vis labiau teršiama mūsų planeta. Iš tikro gyvenimas Žemėje visada priklausė nuo branduolinės energijos: branduolių sintezė lemia Saulės energiją, radioaktyvieji procesai Žemės gelmėse įkaitina jos skystą branduolį ir daro įtaką Žemės plutos blokų judėjimui. Branduolinė energija išskiria branduolių radioaktyviojo skilimo, dalijimosi ir sintezės(jungimosi) metu.
Radioaktyvumas: jo atradimas ir kilmė
Radioaktyvumą atrado Antuanas Anri Bekerelis (1852-1908). Gavus radį paaiškėjo, kad radioaktyvųjų procesų metu išsiskiria be galo daug energijos. Radis skyla keliomis stadijomis; jam skylant 2 10 kartų daugiau energijos, negu sudegant tokiai pat masei akmens anglies. Atomo branduolio, susidedančio iš protonų (teigiamų dalelių) ir neutronų(neutralių dalelių), skersmuo yra apie 10 cm; neutrono masė beveik lygi protono masei. Tik vandenilio branduolys turi vieną protoną(be neutronų). Diduma elementų susidead iš izotopų, kurių branduoliai skiriasi neutronų skaičiumi, mišinio. Kurio nors izotopo branduolį sudarančių protonų ur neutronų skaičius rašomas cheminio simbolio kairėje viršuje, pavyzdžiui, He. Branduolinės energijos, išsiskiriančios skilimo metu, kiekis priklauso nuo konkretaus izotopo savybių. Pirmą kartą dirbtinai vieną branduolį kitu 1919 m. pavertė Ernestas Rezerfordas (1871-1937): He+ N – O+ H. Šis procesas vyksta taip: alfa dalelė (helio branduolys) ir azoto branduolys jungiasi ir virsta deguonies izotopu O bei protonu.
Kai masės spektrometrai- prietaisai, kuriais galima išmatuoti jonų ir branduolių mases, buvo ištoblinti, paaiškėjo, kad branduolių masė nėra lygi juos sudarančių protonų ir neutronų masei. Šis skirtumas pagal reliatyvistinę Einšteino formulę E=mc ir yra branduolinės energijos šaltinis. Šiuolaikinės teorijos atomo branduolio įvaizdis- skysčio lašas, susidedantis iš neutronų ir protonų. Kiekviena tokia sistema linkusi irti- t.y. įgyti mažesnės energijso būseną. Branduolio irimo į 2 beveik lygias dalis (rečiau į 3 ar 4 ) procesas vadinamas branduoloo dalijimusi. Jei branduolys spinduliuoja vieną ar daugiau dalelių- tai radioaktyvusis skilimas; kai du branduoliai susijungia, kalbama apie branduolių sintezę. Abu branduolaii yra teigiamai elektringi, dėl to sintezei sukelti reiškia vieną jų pagreitinti arba, pakėlus temperatūrą, pagreitinti branduolius.
Branduolinės energijos gavimas