16
Атомы
Атомы так малы, что их нельзя увидеть даже под обычным микроскопом. В
каждую точку на бумаге можно поместить более четырёх миллиардов атомов, то
есть почти столько же, сколько всего людей на земле.
Всё вещество
сделано из простейших частиц, которые называются
элементами. А всего элементов немногим более сотни. Элементы состоят из
атомов. Атом – это самая маленькая частица вещества. Наши тела в основном
состоят из атомов углерода, водорода и азота. Но мы не похожи ни на один из этих
элементов, поскольку атомы могут образовывать совершенно различные вещества, в
зависимости от того, как они соединяются.
Посмотрите на модель атома углерода. Сами атомы состоят из ещё меньших
частиц: протонов, электронов и нейтронов. Сильные
связи удерживают протоны и
нейтроны вместе, образуя ядро в центре атома. Электроны, которые гораздо легче,
двигаются вокруг этого ядра с большой скоростью.
Различные типы атомных частиц имеют разные электрические заряды.
Электроны имеют отрицательный заряд, протоны – положительный заряд, а
нейтроны лишены заряда. Каждый атом имеет равное количество протонов и
электронов и потому не несёт электрического заряда, поскольку положительный и
отрицательный заряды уравновешиваются. Однако некоторые атомы теряют свои
электроны
или захватывают чужие, когда соединяются друг с другом. Тогда они
приобретают положительный или отрицательный заряд. Атомы, имеющие заряд,
называются
ионами
.
Некоторые виды атомов состоят из нестабильного сочетания нейтронов и
протонов. Их ядра периодически изменяются, выстреливая
крошечные аьфа- или
бета-частицы, или же волны, которые называются гамма-лучами. Учёные называют
такие атомы радиоактивными. Частицы, которые они выделяют, и гамма-лучи
называются атомной радиацией. Атомная радиация – это выброс энергии, которая
прежде сосредотачивалась в ядре. Отдельный атом
выбрасывает немного энергии,
но миллиарды атомов могут воспламенить все окружающие их вещества. К
примеру,
высокая
температура
в
центре
Земли
вызвана
природной
радиоактивностью пород. Эти процессы используются в реакторе атомной
электростанции.
Нейтроны необходимы для того, чтобы высвободить запасы энергии в ядрах
атомов типа урана 235. Этот вид урана особенно чувствителен к воздействию
нейтронов и наилучшим образом подходит для производства тепла, необходимого
для того, чтобы генерировать энергию.
Этот процесс происходит примерно так. Нейтрон ударяет в ядро урана 235 и
расщепляет его. Когда ядро расщепляется, оно выделяет ещё несколько нейтронов и
гамма-радиацию. Эти нейтроны могут расщепить другие ядра урана 235 и так далее.
Это называется
цепной реакцией.
Процесс расщепления называется также
распадом
ядра
.
При этом выделяется энергия, которая нагревает содержимое реактора до
невероятных температур.
Процесс, который используется в реакторе, применяется также в атомной
бомбе. Когда происходит взрыв, неконтролируемая
цепная реакция приводит к
почти мгновенному высвобождению энергии, которая производит огромные
температуры и страшно разрушительную взрывную волну. Дальнейшие
последствия радиации столь же губительны, но они ещё и длительного действия.
17
На
атомной станции цепная реакция, напротив, строго контролируется и
становится постоянным источником энергии. Эта энергия используется для
производства пара, который, в свою очередь, вращает
генераторы электрического
тока, как это бывает на других электростанциях. Требуется очень небольшое
количество атомного топлива, однако необходимо соблюдать строжайшие меры
безопасности.
Достарыңызбен бөлісу: