1.2.Полученіе ядерної енергії.
Отримання ядерної енергії у великих кількостях вперше було досягнуто в ланцюгової реакції поділу ядер урану. Коли ізотоп уран-235 поглинає нейтрон, ядро урану розпадається на дві частини і при цьому вилітають два - три нейтрона. Якщо з числа нейтронів, що утворюються після кожного акту поділу, в наступному бере участь в середньому більше одного нейтрона, то процес експоненціально наростає, приводячи до некерованої ланцюгової реакції.
Для перетворення ядерної енергії в електричну цей процес необхідно уповільнити і зробити керованим; тоді його можна використовувати для отримання тепла, яке потім перетворюється в електрику. Ядерний реактор - це свого роду «піч». Імовірність поділу ядра урану-235 велика, якщо останній рухається порівняно повільно (зі швидкістю близько 2 км / c). Для уповільнення нейтронів в ядерний реактор поміщають спеціальні матеріали, звані сповільнювачами.
1.3.Ядерние реактори: класифікація.
Ядерні реактори можна класифікувати за типом застосовуваних у них уповільнювачів: реактори на графіті, на воді і на важкій воді. Важкою називається вода, в якій звичайний водень замінений його важким ізотопом - дейтерієм. Важка вода поглинає значно більше електронів, ніж звичайна.
Для підтримки ланцюгової реакції необхідна певна кількість речовини, що ділиться. Якщо в реакторі втрачається в результаті поглинання або випускання більше нейтронів, чим виникає, то реакція не буде самоподдерживающейся. Якщо ж, навпаки, нейтронів виникає більше, ніж втрачається, то реакція стає самопідтримуваної і наростаючої. Мінімальна кількість речовини, що забезпечує самоподдерживающееся протікання реакції, називається критичною масою. Для нормальної роботи ядерного реактора потік нейтронів повинен підтримуватися постійним на необхідному рівні. Режим роботи реактора регулюють, усуваючи і висуваючи стрижні з поглинаючого матеріалу.
2.4. Термоядерна енергія - основа енергетики майбутнього.
Перша половина 20 століття завершилася найбільшою перемогою науки - технічним рішенням завдання використання величезних запасів енергії важких атомних ядер - урану і торію. Цього виду палива, що спалюється в атомних котлах, не так вже й багато в земній корі. Якщо всю енергетику земної кулі перевести на нього, то при сучасних темпах зростання споживання енергії урану і торію вистачить лише на 100 - 200 років. За цей же термін вичерпаються запаси вугілля і нафти.
Друга половина 20 століття буде століттям термоядерної енергії. У термоядерних реакціях відбувається виділення енергії в процесі перетворення водню в гелій. Швидко що протікають термоядерні реакції здійснюються, як говорилося вище, в водневих бомбах. Зараз перед наукою стоїть завдання здійснення термоядерної реакції не у вигляді вибуху, а в формі керованого, спокійно протікає процесу. Вирішення цього завдання дасть можливість використовувати величезні запаси водню на Землі в якості ядерного палива.
В термоядерних реакторах, безумовно, буде використовуватися не звичайний, а важкий водень. В результаті використання водню з атомною вагою, відмінним від найбільш часто зустрічається в природі, вдасться отримати ситуацію, при якій літр звичайної води по енергії виявиться рівноцінний приблизно 400 літрам нафти. Елементарні розрахунки показують, що дейтерію (різновид водню, яка буде використовуватися в подібних реакціях) вистачить на землі на сотні років при самому бурхливому розвитку енергетики, в результаті чого проблема турботи про паливо відпаде практично назавжди.
Атомна зброя - наймогутніша зброя на сьогоднішній день, що знаходиться на озброєнні п'яти країн-сверхдежав: Росії, США, Великобританії, Франції та Китаю. Існує також ряд держав, які ведуть більш-менш успішні розробки атомної зброї, проте їх дослідження або не закінчені, або ці країни не володіють необхідними засобами доставки зброї до мети, що робить його безглуздим. Індія, Пакистан, Північна Корея, Ірак, Іран мають розробки ядерної зброї на різних рівнях, ФРН, Ізраїль, ПАР і Японія теоретично мають необхідні потужності для створення ядерної зброї в порівняно короткі терміни.
Важко переоцінити роль ядерної зброї. З одного боку, це потужний засіб залякування, з іншого - найефективніший інструмент зміцнення миру і запобігання військового конфліктами між державами, які володіють цією зброєю. З моменту першого застосування атомної бомби в Хіросімі пройшло 52 роки. Світова спільнота близько підійшло до усвідомлення того, що ядерна війна неминуче призведе до глобальної екологічної катастрофи, яка зробить подальше існування людства неможливим. Протягом багатьох років створювалися правові механізми, покликані розрядити напруженість і послабити протистояння між ядерними державами. Так наприклад, було підписано безліч договорів про скорочення ядерного потенціалу держав, була підписана Конвенція про нерозповсюдження ядерної зброї, по якій країни-власника зобов'язалися не передавати технології виробництва цієї зброї іншим країнам, а країни, що не мають ядерної зброї, зобов'язалися не робити кроків для його розробки; нарешті, зовсім недавно наддержави домовилися про повну заборону ядерних випробувань. Очевидно, що ядерна зброя є найважливішим інструментом, який став регулюючим символом цілої епохи в історії міжнародних відносин і в історії людства.
3.1. Сучасні атомні бомби і снаряди.
Залежно від потужності атомного заряду атомні бомби, снаряди ділять на калібри: малий, середній і великий. Щоб отримати енергію, рівну енергії вибуху атомної бомби малого калібру, потрібно підірвати кілька тисяч тонн тротилу. Тротиловий еквівалент атомної бомби середнього калібру становить десятки тисяч, а бомби великого калібру - сотні тисяч тонн тротилу. Ще більшою потужністю може мати термоядерний (водневе) зброя, його тротиловий еквівалент може сягати мільйонів і навіть десятків мільйонів тонн.
Атомні бомби, тротиловий еквівалент яких дорівнює 1 50 тис. Т, відносять до класу тактичних атомних бомб і призначають для вирішення оперативно-тактичних завдань. До тактичного зброї відносять також артилерійські снаряди з атомним зарядом потужність 10 - 15 тис. Т. І атомні заряди (потужністю близько 5 - 20 тис. Т) для зенітних керованих снарядів і снарядів, що використовуються для озброєння винищувачів. Атомні і водневі бомби потужністю понад 50 тис. Т відносять до класу стратегічної зброї.
Потрібно відзначити, що подібна класифікація атомної зброї є лише умовною, оскільки в дійсності наслідок застосування тактичного атомної зброї можуть бути не меншими, ніж ті, які випробувала на собі населення Хіросіми і Нагасакі, а навіть більшими.
Зараз очевидно, що вибух тільки однієї водневої бомби здатний викликати такі важкі наслідки на величезних територіях, яких не несли з собою десятки тисяч снарядів і бомб, що застосовувалися в минулих світових війнах. А декількох водневих бомб цілком достатньо, щоб перетворити в зону пустелі величезні території.