68.Атом состоит из ядра и окружающего

его электронного "облака". Находящиеся

в электронном облаке электроны несут

отрицательный электрический заряд.

Протоны, входящие в состав ядра,

несут положительный заряд.В любом

атоме число протонов в ядре в

точности равно числу электронов

в электронном облаке, поэтому атом

в целом – нейтральная частица,

не несущая заряда.Атом может

потерять один или несколько

электронов или наоборот – захватить

чужые электроны. В этом случае атом

приобретает положительный или

отрицательный заряд и называется ионом.

Практически вся масса атома

сосредоточена в его ядре, так

как масса электрона составляет

всего лишь 1/1836 часть массы

протона. Плотность вещества в

ядре фантастически велика – порядка

1013 - 1014 Г/см3. Спичечный коробок,

наполненный веществом такой плотности,

весил бы 2,5 миллиарда тонн!Внешние

размеры атома – это размеры гораздо

менее плотного электронного облака,

которое примерно в 100000 раз больше

диаметра ядра.Кроме протонов,

в состав ядра большинства атомов

входят нейтроны, не несущие

никакого заряда. Масса нейтрона

практически не отличается от массы

протона. Вместе протоны и нейтроны

называются нуклонами

(от латинского nucleus – ядро).

Ядерная реакция — процесс

превращения атомных ядер,

происходящий при их взаимодействии

с элементарными частицами,

гамма-квантами и друг с другом,

часто приводящий к выделению

колоссальной энергии. Спонтанные

(происходящие без воздействия

налетающих частиц) процессы в

ядрах — например, радиоактивный

распад — обычно не относят к

ядерным реакциям. Для осуществления

реакции между двумя или несколькими

частицами необходимо, чтобы

взаимодействующие частицы (ядра)

сблизились на расстояние порядка

10?13 см, то есть характерного

радиуса действия ядерных сил.

Ядерные реакции могут происходить

как с выделением, так и с

поглощением энергии. Реакции

первого типа, экзотермические,

служат основой ядерной энергетики

и являются источником энергии

звёзд. Реакции, идущие с

поглощением энергии (эндотермические),

могут происходить только при

условии, что кинетическая энергия

сталкивающихся частиц (в системе

центра масс) выше определённой

величины (порога реакции).

69.Цепная ядерная реакция —

последовательность единичных

ядерных реакций, каждая из

которых вызывается частицей,

появившейся как продукт

реакции на предыдущем шаге

последовательности. Примером

цепной ядерной реакции

является цепная реакция

деления ядер тяжёлых элементов,

при которой основное число

актов деления инициируется

нейтронами, полученными при

делении ядер в предыдущем поколении.

Ядерный реактор — это устройство,

в котором осуществляется управляемая

цепная ядерная реакция, сопровождающаяся

выделением энергии. Первый ядерный

реактор построен и запущен в декабре

1942 Года в сша под руководством э. Ферми.

Первым реактором, построенным за пределами

США, стал ZEEP, запущенный в Канаде в

сентябре 1945 года. В Европе первым

ядерным реактором стала установка Ф-1,

заработавшая 25 декабря 1946 года в

Москве под руководством И. В. Курчатова.

К 1978 году в мире работало уже около

сотни ядерных реакторов различных

типов. Составными частями любого

ядерного реактора являются: активная

зона с ядерным топливом, обычно

окруженная отражателем нейтронов,

теплоноситель, система регулирования

цепной реакции, радиационная защита,

система дистанционного управления.

Основной характеристикой ядерного

реактора является его мощность.

Мощность в 1 МВт соответствует

цепной реакции, в которой происходит

3·1016 актов деления в 1 сек.

70.Изотопы - разновидности одного

и того же химического элемента,

близкие по своим физико-химическим

свойствам, но имеющие разную атомную

массу.Радиоактивность - превращение

атомных ядер в другие ядра,

сопровождающееся испусканием

различных частиц и электромагнитного

излучения.В природе встречаются как

стабильные изотопы, так и

нестабильные - радиоактивные,

ядра атомов которых подвержены

самопроизвольному превращению в

другие ядра с испусканием различных

частиц (или процессам радиоактивного

распада). Сейчас известно около 270

стабильных изотопов. Число нестабильных

изотопов превышает 2000, подавляющее

большинство их получено искусственным

путем в результате осуществления

различных ядерных реакций. Число

радиоактивных изотопов у многих

элементов очень велико и может

превышать два десятка. Число

стабильных изотопов существенно

меньше. Некоторые химические элементы

состоят лишь из одного стабильного

изотопа (бериллий, фтор, натрий,

алюминий, фосфор, марганец, золото

и ряд других элементов). Наибольшее

число стабильных изотопов - 10

обнаружено у олова, у железа,

например, их - 4, у ртути - 7.

С помощью ядерных реакций можно

получить радиоактивные изотопы

всех химических элементов.

Получают их на ускорителях

электронных частиц и атомных

реакторах. Их еще называют

"меченые атомы". Радиоизотопная

диагностика -- применение

радиоактивных изотопов и меченых

соединений для исследования

органов и систем человека с

целью распознавания болезней.

Основным методом радиоизотопной

диагностики является метод

радиоактивной индикации, т. е.

способ наблюдения за введенными

в организм радиоактивными веществами.

Радиоактивные изотопы ряда

химических элементов являются

источниками ионизирующих излучений,

которые с помощью специальных

радиометрических и записывающих

устройств могут быть зарегистрированы

после введения изотопа в организм

человека с большой степенью точности.

Современная радиологическая аппаратура

позволяет улавливать и изучать

крайне малые количества

радиоактивных соединений

(так наз. индикаторные количества),

которые практически безвредны для

организма обследуемого. Регистрируя

распределение, перемещение,

превращение и выведение из организма

радиоактивных индикаторов, врач

получает возможность судить об

участии соответствующих элементов

в биохимических и физиологических

процессах в организме. Среди

многочисленных методов

радиоизотопной диагностики

наибольшее распространение

получили лабораторная радиометрия,

клиническая радиометрия, клиническая

радиография и сканирование.

Радиоизотопное сканирование

внутренних органов дает возможность

определить расположение в организме

исследуемого органа, установить

его форму и размеры и выявить

наличие в нем ряда патологических

изменений. Основным преимуществом

радиоизотопных методов исследования

является их совершенная

безболезненность и практическая

безопасность для больного при

высокой точности диагностических

результатов.

Существующие области применения:

· Межзвездные зонды:

Электротеплопитание

космических аппаратов.

· Медицина: электропитание

электрокардиостимуляторов

и др.

· Энергопитание маяков

и бакенов.

Перспективные области

применения:

· Роботы-андроиды:

Электротеплопитание.

Как основной источник энергии.

· Боевые лазеры космического

базирования: Накачка лазеров

и электротеплопитание.

· Боевые машины: Мощные двигатели

с большим ресурсом (беспилотные

разведывательные аппараты -- самолеты

и мини-лодки, энергопитание боевых

вертолетов и самолетов, а также танков

и автономных пусковых установок).

· Глубоководные гидроакустические

станции: длительное энергопитание

невозвращаемых аппаратов.

Радиоактивные изотопы и соединения,

меченные радиоактивными изотопами,

широко применяются в самых разных

областях человеческой деятельности.

Промышленность и технологический контроль,

сельское хозяйство и медицина, средства

связи и научные исследования -- охватить

весь спектр применения радиоактивных

изотопов практически невозможно, хотя

все они возникли чуть более, чем

за 100 лет.