20) Элементарные частицы. Классификация элементарных частиц.

Элементарные частицы – мельчайшие частицы материи (простейшие, бесструктурные, неразложимые).

Свойства: 1) корпускулярно-волновой дуализм. 2) Античастицы по своим свойствам аналогичны обычным частицам, отличаясь лишь противоположными знаками электрического заряда и магнитного момента. При соприкосновении вещества с антивеществом происходит процесс аннигиляции(вещество превращается в излучение). 3) универсальная взаимопревращаемость.

Для процессов взаимопревращаемости элементарных частиц, обусловленных сильными взаимодействиями, выполняются все законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса, зарядов, изоспина, странности и четности). В процессах, обусловленных слабыми взаимодействиями, не сохраняются только изоспин, странность и четность.

Элементарные частицы объединяются в три группы: фотоны, лептоны и адроны. К группе фотонов относится единственная частица – фотон, которая является носителем электромагнитного взаимодействия. Следующая группа состоит из легких частиц лептонов. В эту группу входят два сорта нейтрино (электронное и мюонное), электрон и мюон. Все лептоны имеют спин ½.

Третью большую группу составляют тяжелые частицы, называемые адронами. Эта группа делится на две подгруппы. Более легкие частицы составляют подгруппу мезонов. Пионы, каоны, эта-мезон. Пионы являются квантами ядерного поля, подобно тому, как фотоны являются квантами электромагнитного поля. Все мезоны имеют спин, равный нулю.

Вторая подгруппа – барионы – включает более тяжелые частицы. Она является наиболее обширной. Самыми легкими из барионов являются протоны и нейтроны. За ними следуют так называемые гипероны. Все барионы имеют спин ½.

Согласно кварковой модели все адроны (но не лептоны) состоят из еще более элементарных частиц. Барионы состоят из трех кварков, а мезоны — из пары кварк—антикварк

Мюоны – ядерно-неактивные частицы, заряд = е^-.

Мезоны – радиоактивные частицы.

21) Атомная энергетика – основа энергетики будущего.

Развитие индустриального общества опирается на постоянно растущий уровень производства и потребления различных видов энергии. Как известно, в основе производства тепловой и электрической энергии лежит процесс сжигания ископаемых энергоресурсов. Особенно остро стоит проблема быстрого исчерпания запасов органических природных энергоресурсов. Известна озабоченность ученых по поводу "парникового эффекта", возникающего из-за выбросов углекислого газа при сжигании органического топлива, и соответствующего глобального потепления климата на нашей планете. Энергетических запасов хватит на 100-150 лет.

Способы высвобождения энергии: 1) Синтез ядра; 2) Цепные реакции; 3) Слияние вещества и антивещества.

Атомная энергетика не потребляет кислорода и имеет ничтожное количество выбросов при нормальной эксплуатации. Если атомная энергетика заменит обычную энергетику, то возможности возникновения "парника" с тяжелыми экологическими последствиями глобального потепления будут устранены. Чрезвычайно важным обстоятельством является тот факт, что атомная энергетика доказала свою экономическую эффективность практически во всех районах земного шара. Кроме того, даже при большом масштабе энергопроизводства на АС атомная энергетика не создаст особых транспортных проблем, поскольку требует ничтожных транспортных расходов, что освобождает общества от бремени постоянных перевозок огромных количеств органического топлива.

Нынешний этап развития атомной энергетики – лишь начало эволюции АЭС в XXI веке. Следующая фаза – переход с тепловых нейтронов на быстрые нейтроны. Третий этап, предстоящий человечеству, – это переход к термоядерному синтезу, пилотный проект такого реактора должен быть реализован к 2018 г.