. В лабораторных условиях большая энергия заряженных частиц, необходимая для осуществления ядерных реакций, может быть получена в специальных установках, называемых ускорителями.
Оказывается, что полная энергия связи ядра тем больше, чем больше нуклонов в ядре. Энергия же связи, приходящаяся на один нуклон, изменяется неравномерно, что видно из приводимой ниже таблицы. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, больше всего у элементов, расположенных в середине периодической системы элементов Менделеева, таких, например, как криптон. У более тяжелых элементов она становится меньше. Она велика у гелия и мала у лития и дейтерия.
| Изотоп | Масса изотопа | Сумма масс нейтронов и протонов[7] | Разность масс | Полная энергия связи в миллионах электрон-вольт | Число нуклонов в ядре | Масса, приходящаяся на 1 нуклон | Средняя энергия связи нуклона в миллионах электрон-вольт |
|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|
| >1H>2 | 2,01470 | 2,01705 | 0,00235 | 2,18 | 2 | 1,00735 | 1,09 |
| >1H>3 | 3,01700 | 3,02598 | 0,00898 | 8,33 | 3 | 1,00567 | 2,78 |
| >2Не>4 | 4,00390 | 4,03419 | 0,03029 | 28,20 | 4 | 1,00098 | 7,05 |
| >3Li>6 | 6,01697 | 6,05131 | 0,3431 | 31,92 | 6 | 1,00283 | 5,32 |
| >5В>10 | 10,01618 | 10,08539 | 0,06921 | 64,4 | 10 | 1,00162 | 6,44 |
| >8O>16 | 16,0000 | 16,1361 | 0,13661 | 128,16 | 16 | 1,00000 | 8,01 |
| >10Ne>20 | 19,99877 | 20,17043 | 0,17186 | 154,4 | 20 | 0,99991 | 7,72 |
| >30Kr>82 | 81,939 | 82,695 | 0,756 | 712,58 | 82 | 0,9993 | 8,69 |
| >78Pt>196 | 196,039 | 197,690 | 1,651 | 1536,64 | 196 | 1,0002 | 7,84 |
| >93Bi>209 | 209,057 | 210,232 | 1,175 | 1623,93 | 209 | 1,0003 | 7,77 |
| >92U>235 | 235,109 | 237,024 | 1,915 | 1645,00 | 235 | 1,0004 | 7,00 |
В то же время различна и масса, приходящаяся на нуклон в ядрах различных атомов. Она больше всего у дейтерия, велика у лития, значительна у урана и других тяжелых элементов. Меньше всего значение массы, приходящейся на 1 нуклон, у элементов середины периодической системы элементов Менделеева (атомные веса от 40 до 100).
Если будет происходить процесс перехода ядер атомов элементов с большей массой, приходящейся на 1 нуклон, в ядра с меньшей массой на один нуклон, то в силу взаимосвязи массы и энергии будет происходить выделение атомной энергии. Эта энергия представляет собой разницу в энергиях связи конечных и исходных ядер, участвующих в ядерной реакции.
3. Как получить атомную энергию
Из сказанного выше следует, что для получения атомной энергии можно идти двумя путями: во-первых, превращением легких элементов с большей массой, приходящейся на один нуклон, в элементы с меньшей массой, приходящейся на один нуклон, путем их соединения (синтеза). Примерами таких процессов являются превращение водорода или дейтерия в гелий, соединение ядер лития и протонов с переходом их в ядра гелия и т. п. Второй путь заключается в превращении ядер тяжелых элементов, например урана, в ядра со средней массой, например, в ядра таких элементов, как криптон и барий, или другие пары ядер атомов, сумма зарядов которых равна заряду ядра атома урана 92. Ядро атома урана обладает большей массой на один нуклон, чем ядра атомов элементов середины периодической системы, в частности такие, как криптон и барий.
