Принцип работы АЭС Принципиальная схема

История освоения ядерной энергии

Антуан Беккерель 1896 год.

Открытие радиоактивности солей урана

«Французский физик А.Беккерель в одном из своих опытов завернул кристаллы сульфата уранил-калия K2(UO2)(SO4)2 в черную

светонепроницаемую бумагу и положил сверток на фотопластинку. После проявления он обнаружил на ней очертания кристаллов. Так была открыта естественная радиоактивность соединений урана.»

История освоения ядерной энергии

Пьер Кюри и Мария Складовская-Кюри. 1898 год открытие радиоактивности солей Тория (Th), полония (Po) и радия(Ra)

«Наблюдения Беккереля заинтересовали французских ученых, физика и химика Мари Склодовскую-Кюри и ее супруга физика Пьера Кюри. Они занялись поисками новых радиоактивных химических элементов в минералах урана. Найденные ими в 1898 году полоний Po и радий Ra оказались продуктами распада атомов урана.

Это была уже настоящая революция в химии, так как до этого атомы считались неделимыми, а химические элементы – вечными и неразрушимыми.»

История освоения ядерной энергии

Макс Планк - 1900 Свет излучается и поглощается в виде квантов. С помощью введения квантов света объяснил природу излучения черного тела.

Альберт Эйнштейн - 1905: Свет может трактоваться как частица - фотон. Теоретически обосновал законы фотоэлектрического эффекта - испускание электронов веществом под действием света

Нильс Бор - 1913 Создал первую модель атома с привлечением квантового подхода. Первый постулат Бра говорит о том, что атомы могут длительно пребывать только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн.

Эрнест Резерфорд - 1919 Открытие протона

Луи Де Бройль - 1924 Предположил, что все материальные частицы могут трактоваться как волны. Дуалзм "волна-частица" - краеугольный камень атомной физики.

Вольфганг Паули 1925: Сформулировал принцип запрета - один из фундаментальных принципов квантовой механики, согласно которому две или более тождественных частиц с полуцелым спином (фермионов) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии.

Вернер Гейзенберг, Макс Борн, Поль Дирак - 1925-1926: На основе матричного подхода ими разработан математический формализм квантовой механики, в котором классические кинематические и динамические переменные были заменены символическими операторами, подчиняющимися некоммутативной алгебре, включающей планковскую константу.

Эрвин Шредингер -1926: Опубликована знаменитая работа ""Квантование как задача о собственных значениях" Получено волновое уравнение, известное как независящее от времени (стационарное) уравнение Шредингера. Автор применил его к нахождению дискретных энергетических уровней атома водорода.

1926 Бор предложил трактовку волновой функции как квадрат ее амлитуды равен вероятности найти данную частицу в этой точке пространства.

1927 - принцип неопределенности Гейзенберга

Открытие нейтрона

Открытие нейтрона 1932 г.

Сэр Джеймс

Чедвик

(1891-1974)

Бериллиевое излучение выбивает из парафина протоны с энергией до 5,7 МэВ. Для сообщения протонам такой энергии фотон должен сам обладать энергией в 55 МэВ.

Но энергия ядер отдачи азота, наблюдаемая при таком же бериллиевом излучении, оказывается равной 1,2 МэВ.

Чтобы передать азоту такую энергию, фотон излучения должен иметь энергию по меньшей мере 90 МэВ.

Открытие деления урана

1938 год Ирен Жолио Кюри обнаружила в продуктах реакции нейтрон и уран - нечто, напоминающее лантан. В этом же году Ган и Штрасман повторили эксперимент и показали, что присутствие лантана и бария. Они это опубликовали, но почему так они оставили без объяснения.

1938 Лиза Мейтнер показала, что ядро урана может развалиться из за хрупкого баланса сил кулоновского отталкивания и поверхностного натяжения (сильное взаимодействие), если ядро делится, то осколки приобретают колоссальную скорость из за кулоновского отталкивания. Откуда может взяться такая энергия? Она показала, что из за разницы в массах исходного ядра и осколков эта энергия будет равно примерно 200 МэВ, впервые назвав эту реакцию ядерным делением.

Энрико Ферми 1938

Нобелевская премия за опыты по бомбардировке элементов нейтронами и открытие реакций с медленными нейтронами. При облучении медленными нейтронами реакция идет интенсивнее.

1939 год Фредерик Кюри опубликовал заметку, что при делении урана испускаются вторичные нейтроны - стало понятно, что можно создать бомбу.

История освоения ядерной энергии

•1942 – первый ядерный реактор (Энрико Ферми)

•1945 – первая атомная бомба (США)

•1954 – первая атомная электростанция (СССР)

Курс: Теория переноса нейтронов © НИЯУ МИФИ, Москва, Российская Федерация

1. Свойства свободного нейтрона