История рождения энергии атома
Приветствую вас отважные странники! Наши путешествия по историческим событиям продолжаются. Направление этой экскурсии — новые источники энергии 20 века. Я расскажу вам об истории открытия атомной энергии в прошлом столетии. Ну что же, не будем задерживаться, пора в дорогу друзья!
Содержание
Вступление
Вплоть до начала 20 века большинство учёных работало независимо друг от друга. Однако постоянно возраставшая стоимость оборудования и исключительная сложность проводимых научных экспериментов привели к тому, что учёные стали объединять свои усилия.
Крупные проекты финансируются теперь корпорациями и правительствами. И не мудрено, ведь они заинтересованы в практической отдаче проводимых исследований.
В наше время наиболее быстрый технический прогресс наблюдается в таких областях, как:
- Военное дело
- Транспорт
- Космические исследования
- Компьютерные технологии
О компьютерной революции прошлого столетия для вас будет отдельное путешествие. Ну а сейчас давайте окунёмся в мир появления новых энергий.
Пройдёт немного времени и родится новая и неизведанная сила, способная сдвигать горы...
Физика
В конце 19 в многие учёные стояли на пороге создания всеобъемлющей теории. Она охватывала строение и принципы функционирования всей Вселенной. Материя представлялась им совокупностью крохотных неделимых частиц, именуемых атомами.
При этом они опирались на законы классической физики, сформулированные Исааком Ньютоном ещё в 17 в. С помощью этих законов теоретики и пытались объяснить движение этих частиц. Однако вскоре были сделаны новые открытия, позволившие предположить, что атомы состоят из ещё более мелких частиц.
Более того, предполагалось, что в этих частицах содержатся колоссальные запасы энергии
Немецкий физик Макс Планк подозревал, что энергия не распространяется сплошными волнами, а состоит из квантов. Свою теорию он назвал квантовой физикой.
В 1905 г знаменитый учёный Альберт Эйнштейн опубликовал свой революционный труд. Его он посвятил так называемой теории относительности, которая в пух и прах разрушила ньютоновскую систему, основанную на неизменности времени и движения.
Эйнштейн доказал, что любое движение относительно. То есть любые измерения всего лишь позволяют определить скорость перемещения относительно какого-либо другого объекта
Согласно его парадигме, во Вселенной существует только одна неизменная величина — скорость света. Соотношение между массой и энергией движущегося тела Эйнштейн выразил уравнением «E=mc2».
Структура атома
В конце 19 в учёные открыли отрицательно заряженные частицы, электроны, входящие в состав атомов. Для того чтобы лучше уяснить структуру атомов, физики стали выстраивать их модели, которые на самом деле совсем не похожи на «содержимое» атомов, однако позволяют отразить их основные свойства.
Новозеландец Эрнест Резерфорд доказал, что атомы обладают твёрдым ядром величиной примерно в 10 тыс. раз меньше, чем сам атом. Датчанин Нильс Бор совместно с Резерфордом разработал новую модель атома, вобравшую в себя все совершённые ими открытия.
Позже, в 30-х гг, некоторые исследователи приступили к изучению внутреннего строения самого атомного ядра...
Проект Манхэттен
Среди выдающихся европейских учёных было немало евреев, до Второй мировой войны проживавших в Германии. Развёрнутые Гитлером репрессии вынудили многих из них покинуть Германию и уехать в Англию и США.
Эти учёные полагали, что для США было крайне важно создать собственную атомную бомбу раньше Германии. Они думали, что в случае войны между этими государствами Америка должна обладать более мощным оружием
С помощью этих учёных США разработали план исследований, названный проект «Манхэттен», целью которого было создание ядерной бомбы.
Кварки
После войны внимание физиков-ядерщиков было привлечено к крохотным частицам, прибывающим к нам из глубины Вселенной в виде космического излучения. Это направление в науке приобрело особую значимость в 1960-е годы.
Американские учёные изобрели специальный прибор, названный пузырьковой камерой, который позволяет сфотографировать быстродвижущиеся элементарные частицы. Позже специалисты начали открывать и классифицировать всё новые и новые крохотные субатомные частицы вроде кварков.
Новейшие источники энергии
На протяжении 20 в потребление электроэнергии неуклонно возрастало. Для выработки электричества сжигалось огромное количество угля и нефти. Это в свою очередь привело к широкомасштабному загрязнению окружающей среды.
Естественно специалисты стали искать альтернативные источники энергии. Начиная с 50-х гг они приступили к использованию технологий, разработанных в процессе создания ядерной бомбы, для строительства атомных электростанций.
Тогда они рассматривались в качестве нового способа производства энергии, позволяющего экономить природные ресурсы Земли.
Однако полностью безопасной технологии уничтожения ядерных отходов так и не было создано
Ещё одним серьёзным недостатком ядерного топлива является постоянная угроза аварий, возникающая вследствие расплавления активной зоны реактора.
Стенки реактора расплавляются и радиоактивное вещество выбрасывается в атмосферу
В 1986 г подобная катастрофа произошла в Чернобыле на Украине. Результат этой аварии — радиоактивное загрязнение обширной территории в северной части Европы.
Сегодня предпочтение отдаётся другим, более безопасным способам извлечения энергии из возобновляемых природных источников, таких как солнце, ветер и вода.
В 70-е гг были изобретены солнечные батареи, однако высокая стоимость их установки и низкий коэффициент полезного действия ограничивают их практическое использование.
Более весомые результаты достигнуты в области гидроэнергетики. Электричество вырабатывается с помощью потока воды, накапливаемой в водохранилищах. В 1990 г пятая часть всей мировой электроэнергии производилась гидроэлектростанциями...
Ну что же, вот мы и прогулялись по истории рождения новых источников энергии. В особенности мы узнали о рождении атома и теперь имеем общее представление об этом.
Благодарю всех за участие в этом приключении, и непременно жду в следующих. Напоминаю, что на все новые туры билеты ждут вас в кассе «подписаться».
Будьте здоровы и до скорой встречи друзья!
P.S. Низкий поклон замечательному издательству «РОСМЭН» за возможность подготовить для читателя вышеизложенные материалы