Розв’язання

Позначимо невідоме ядро символом _zX^A. Оскільки - частинка - це ядро гелію ₂Не⁴ , запис реакції матиме вигляд

₂He⁴ + ₅B¹⁰ ₁H¹ +_zX^A

Застосувавши закон збереження числа нуклонів, одержимо рівняння

4 + 10 = 1 + А, звідки А = 13.

Застосувавши закон збереження заряду, одержимо рівняння

2+ 5 = 1 +Z, звідки Z = 6.

Отже, невідоме ядро є ядром атома ізотопу вуглецю ₆C¹³.

Тепер можемо записати реакцію в остаточному вигляді:

₂He⁴ + ₅B¹⁰ ₁H¹ + ₆C¹³.

Енергетичний ефект ядерної реакції визначається за формулою

Q=931[(m_he + m_b) – (m_h + m_c)] (МеВ).

У круглих дужках вказані маси початкових ядер, в других дужках - маси ядер - продуктів реакції. При числових підрахунках за цією формулою маси ядер замінюють масами нейтральних атомів.

Підставивши числові дані, одержимо:

Q= 931 [(4,00260+10,01294) - (1,00783+13,00335)] (МеВ)= 4,06 (МеВ).

Реакція йде з виділенням тепла.

АТОМНА ЕНЕРГЕТИКА В УКРАЇНІ.

4.1. Переваги атомних електростанцій. Споживання енергії в нашій кра­їні й за кордоном зростає настільки швидко, що відомі нині запаси палива виявляться вичерпаними в порівняно короткий час.

Наприклад, запасів вугілля може вистачити років на 350, нафти — на 40, природного газу — років на 60. У наш час реальний внесок в енерго­постачання робить ядерна енергетика. Незважаючи на відомі небезпеки, пов'язані з радіоактивними випромінюваннями, а також небезпекою ви­бухів, ядерна енергетика розвивається в усьому світі. Це пов'язано з тим, що АЕС мають такі переваги порівняно з тепловими електростанціями:

• ядерні реактори не споживають дефіцитного органічного палива й не завантажують перевезеннями вугілля залізничний транспорт;

• для роботи АЕС потрібна дуже невелика кількість палива;

• АЕС не споживають атмосферного кисню і не засмічують середови­ще золою та продуктами згоряння (екологічна частота);

• АЕС не потребують створення великих водоймищ, які займають чи­малі площі родючих земель.

Однак під час використання енергії ядер у мирних цілях виникають

інші проблеми.

Перша полягає в необхідності захисту людей, котрі обслуговують ядер­ні енергетичні установки, від шкідливої дії гамма-випромінювання і по­токів нейтронів, які виникають в активній зоні реактора Друга проблема пов'язана з тим, що під час роботи реактора в його ак­тивній зоні накопичується величезна кількість штучних радіоактивних ре­човин. Для запобігання їх випадкового викидання з реактора розроблені ав­томатичні протиаварійні системи, провадиться безперервний автоматичний контроль за станом чистоти повітря, води, ґрунту навколо атомних станцій.

Крім того, у результаті роботи АЕС з'являються ядерні відходи. Радіо­активність ТВЕЛів, які відпрацювали, залишається високою, являючи небезпеку для людей навіть 25 000 років потому. Відпрацьовані ТВЕЛи зберігають у рідкому вигляді в цистернах із нержавіючої сталі, оточених бетоном. Найбільш активні відходи беруть під скло і зберігають у глибо­ких шахтах під землею.

І все ж таки без ядерної енергетики людству, очевидно, не обійтися. Тому в наш час проводяться інтенсивні дослідження, спрямовані на під­вищення безпеки реакторів, посилення засобів захисту, зокрема, від по­милкових дій обслуговуючого персоналу.

4.2. Ядерна зброя. Некерована ланцюгова реакція з великим коефіцієн­том розмноження нейтронів здійснюється в атомній бомбі. Щоб міг від­бутися вибух, розміри матеріалу, який ділиться, мають перевищувати критичні. Це досягається, наприклад, шляхом швидкого з'єднання двох шматків матеріалу, який ділиться, з докритичними розмірами. Під час вибуху бомби температура досягає десятків мільйонів кельвінів. За такої температури різко підвищується тиск і утворюється потужна вибухова хвиля. Одночасно виникає потужне випромінювання. Продукти ланцю­гової реакції під час вибуху бомби дуже радіоактивні й небезпечні для жи­вих організмів.

Атомні бомби були застосовані США наприкінці другої світової війни проти Японії. У1945 році були скинуті атомні бомби на міста Хіросіма та Нагасакі.

Некерований термоядерний синтез удалося здійснити під час вибуху водневої (термоядерної) бомби. Як запал використовується атомна бомба. Спочатку відбувається вибух атомної бомби. Він супроводжується різким зростанням температури, електромагнітним випромінюванням, а також виникненням потужного потоку нейтронів. Перша воднева бомба була ви­пробувана в Росії 1953 року.

Зі створенням ядерної зброї перемога у війні стала неможливою. Термо­ядерний вибух знищує все живе на відстані до 140 км від його епіцентру. Ядерна війна здатна привести людство до загибелі, тому народи всього сві­ту наполегливо провадять боротьбу за заборону ядерної зброї.

Далі можна заслухати доповіді учнів за такими темами: « Проблеми роз­витку ядерної енергетики в Україні», «Чорнобильська катастрофа й лікві­дація її наслідків», «Боротьба за ліквідацію загрози ядерної війни», і т. д.