Первый в Европе ядерный реактор

Северская АЭС в Томске

Происшедшая в 1986 г. Чернобыльская авария помимо колоссального ущерба людям, народному хозяйству страны нанесла тяжелый удар по ядерной энергетике в целом, поскольку стало формироваться общественное мнение о необходимости полного запрещения строительства новых и ликвидации действующих АЭС. Однако анализ перспектив развития мировой энергетики показывает, что реальных альтернатив у других видов энергии по отношению к атомной энергетике в обозримом будущем нет – при обязательном условии, что проектирование и строительство АЭС осуществляется с многократным запасом прочности, с обеспечением их полной безопасности.

Именно по такому пути развивается в настоящее время атомная энергетика в высокоразвитых странах – Франции, Бельгии, в сейсмоактивной Японии, США и других. Уже в 1990 г. мощность АЭС во всем мире достигла около 327 млн кВт, а в 2005 г. 447 млн кВт.

		Авария на Чернобыльской АЭС
Н O (пар) + Zr H	2	+ ZrO ; H	2	+ O	2	взрыв		H O	горение графита


2		2					2

Радиоактивные выбросы выпали на площади 30 100 км.

Классическая модель строения атома

В 1913 году Нильс Бор предложил квантовую модель строения атома. В атоме Бора электроны вращаются вокруг ядра по кольцевым орбитам. Основное отличие модели Бора от предыдущих моделей в двух постулатах.

Квантовые постулаты Бора

1.Атомная система может находиться только в некоторых стационарных состояниях, в которых энергия электрона остается постоянной (не происходит излучения).

2.При переходе электрона из состояния Еm в состояние Еn излучается или поглощается квант, частота которого определяется уравнением Е = h , где h – постоянная Планка, равная 6,62.10 34 Дж.с.

Таким образом, движение электрона в атоме нельзя описать законами классической механики. Кроме того, электроны наряду со свойствами материальных частиц проявляют волновые свойства, что подтверждают опыты по дифракции

электронов при прохождении через кристаллы.

Дуализм электронов

Французский ученый Луи де Бройль (1892—1987), развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул в 1923 году гипотезу об ее универсальности. Он предположил, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами. Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики — энергия E и импульс P, а с другой стороны — волновые характеристики — частота и длина волны . Таким

образом, для атомного объекта существует возможность проявлять себя, в зависимости от внешних условий, либо как волна, либо как частица, либо промежуточным образом. Именно в этой возможности различных проявлений свойств, присущих микрообъекту, и состоит дуализм волна — частица.

λ	h	волна де Бройля;	x vx	h	принцип
				me	неопределенности
	mv

Волны де Бройля

В 1926 году австрийский физик Э. Шредингер предложил урав- нение, описывающее движение микрочастиц, проявляющих волновые свойства, которое связало энергию, координаты и волновую функцию , квадрат которой пропорционален вероят-

ности нахождения электрона в некотором объеме пространства, окружающего точку с координатами x, y и z.

d 2ψ	d 2ψ	d 2ψ		8π2 m	(E- U )ψ 0
dx2	dy2	dz2		h

Уравнение Шредингера точно решено только для атома водо- рода, т.е. для одного электрона в поле ядра. При этом

E	n2h2		x
		Ψ BSin nπ


	8 ma
			a

где а и В – константы.

Таким образом, энергия электрона имеет разные значения в

зависимости от n, которое называется главным квантовым
числом. Для водорода n = 1.	28
	28

Квантовые числа, характеризующие электроны в атоме

Главное квантовое число (n) – характеризует энергию электрона в атоме, принимает значения 1, 2, 3 … . Используются буквенные

символы K, L, M, N и т. д.

Орбитальное квантовое число (l) характеризует орбитальный момент количества движения электрона в атоме (форму орбита- ли), принимает значения 0, 1, 2 … (n-1), всего n значений для дан- ного n. Используются буквенные символы s, p, d, f, g.

Магнитное квантовое число (ml) характеризует расположение

орбитали в пространстве, принимает значения –l …0 …+l, всего 2l+1 значений для данного l.

Спиновое квантовое число (ms) характеризует собственный магнитный момент электрона, принимает значения ½.