как человечество его обожало, боялось и заново училось любить
Одно из самых обширных и влиятельных направлений для мирного использования достижений ядерных исследований — это атомная энергетика. На сегодняшний день в России атомные электростанции предоставляют больше 20% всего электричества, используемого на территории страны, и ожидается, что в России и за ее пределами постепенно будет увеличиваться количество АЭС. Рассказываем, какой тернистый путь прошла атомная энергетика, чтобы из закрытой и непонятной сферы, стать решением, необходимым для сохранения планеты.
С чего начиналась атомная энергетика
В 1932 году физик Эрнест Резерфорд обнаружил, что когда атомы лития «расщепляются» протонами из протонного ускорителя, высвобождается огромное количество энергии в соответствии с принципом эквивалентности массы и энергии, сформулированным Эйнштейном в 1905 году. Однако Резерфорд и другие пионеры ядерной физики — Нильс Бор и Альберт Эйнштейн — считали маловероятным использование энергии атома в практических целях в ближайшем будущем.
Они и представить не могли, что пройдет меньше 20 лет, прежде чем эта новая энергия станет использоваться человечеством. Но этому периоду предшествовала череда открытий, расширяющих само представление людей о материи и веществах, окружающих нас.
В том же 1932 году докторант Резерфорда Джеймс Чедвик открыл нейтрон. Появилась современное понимание строения атома и соотношения субатомных частиц. Начались эксперименты по бомбардировке материалов нейтронами. Они привели Фредерика и Ирен Жолио-Кюри (дочь Марии Склодовской-Кюри) к открытию наведенной радиоактивности в 1934 году. В ходе экспериментов супруги Жолио-Кюри направленно облучали бор и алюминий альфа-частицами полония. После облучения выяснилось, что частицы образцов преобразовались в радиоактивные изотопы других элементов. Алюминий превратился в радиоактивный фосфор, а бор — в радиоактивный изотоп азота. Это открытие принесло супругам Нобелевскую премию, а всему человечеству открыло путь к созданию радиоактивных изотопов, которые затем, почти 20 лет спустя, будут использоваться для создания термоядерного топлива.
В 1938 году немецкие химики Отто Ган и Фриц Штрассман вместе с австрийским физиком Лизой Мейтнер и племянником Мейтнер Отто Робертом Фришем провели эксперименты с продуктами урана, подвергшегося бомбардировке нейтронами. Они определили, что относительно крошечный нейтрон разделил ядро массивного атома урана на две примерно равные части. Это был чрезвычайно неожиданный результат; все другие формы ядерного распада вызывали лишь небольшие изменения массы ядра, тогда как этот процесс, названный «делением» по аналогии с клеточным процессом в биологии, включал полный разрыв ядра. Многие ученые признали, что, если реакции деления высвобождают дополнительные нейтроны, может возникнуть самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.
Открытие ядерного деления произошло в 1938 году после более чем четырех десятилетий работы в области науки о радиоактивности и разработки новой ядерной физики, описывающей компоненты атомов. Вскоре после открытия процесса деления стало понятно, что делящееся ядро может вызывать дальнейшие деления ядра, вызывая тем самым самоподдерживающуюся цепную реакцию.
Как только это было экспериментально подтверждено и объявлено Фредериком Жолио-Кюри в 1939 году, ученые многих стран (включая Соединенные Штаты, Великобританию, Францию, Германию и Советский Союз) обратились к своим правительствам с просьбой поддержать исследования в области ядерного деления — как раз на пороге Второй мировой войны.
Свое первое применение открытия в области ядерной физики получили в оборонной сфере. В Соединенных Штатах, куда эмигрировали многие известные физики из Старого Света, открытие цепной ядерной реакции привело к созданию первого исследовательского реактора, известного как Чикагский реактор-1, в котором впервые произошла цепная реакция 2 декабря 1942 года.
В августе 1945 года был выпущен первый широко распространенный отчет о ядерной энергии — карманный справочник «Атомный век». В нем обсуждалось мирное будущее с использованием ядерной энергии и изображалось будущее, в котором ископаемое топливо останется неиспользованным. Лауреат Нобелевской премии Гленн Сиборг, который позже возглавил Комиссию по атомной энергии США, тогда говорил, что «будут шаттлы с ядерными двигателями для полета с Земли на Луну, искусственные сердца с ядерными двигателями, бассейны с плутониевым подогревом для аквалангистов и многое другое».
В том же месяце, с окончанием войны, Сиборг и другие подали сотни первоначально засекреченных патентов на новый легководный реактор (LWR), который позже стал основным реактором Соединенных Штатов для военно-морских силовых установок, а позже занял наибольшую долю атомной энергетики. Великобритания, Канада и СССР приступили к исследованию и развитию ядерной энергетики в конце 1940-х и начале 1950-х годов.
F-1 (от «Первый физический реактор») — исследовательский реактор Курчатовского института в Москве, Россия. Когда он был запущен 25 декабря 1946 года, он стал первым ядерным реактором в Европе, который достиг самоподдерживающейся цепной ядерной реакции.
Электричество было впервые выработано ядерным реактором 20 декабря 1951 года на экспериментальной станции EBR-I недалеко от Арко, штат Айдахо, которая первоначально производила около 100 кВт.
А 27 июня 1954 года Обнинская АЭС в СССР стала первой в мире атомной электростанцией, которая вырабатывала электроэнергию для энергосистемы, производя около 5 мегаватт электроэнергии.
Первая в мире коммерческая атомная электростанция Колдер-Холл в Виндскейле, Англия, была подключена к национальной энергосистеме 27 августа 1956 года.
Общая глобальная установленная мощность атомной энергетики первоначально росла относительно быстро, увеличившись с менее чем 1 гигаватт (ГВт) в 1960 году до 100 ГВт в конце 1970-х годов и 300 ГВт в конце 1980-х годов. С конца 1980-х годов мировая мощность росла намного медленнее, достигнув 366 ГВт в 2005 году.
Оппозиция ядерной энергетики
Уже с 70-х годов темпы развития ядерных программ в ряде стран начали снижаться. Этому способствовали в первую очередь социальные и экономические факторы.
В 1970-х и 1980-х годах рост экономических издержек (связанный с увеличением сроков строительства в основном из-за изменений в нормативных актах и судебных разбирательств с влиятельными группами) и падение цен на ископаемое топливо сделали строящиеся атомные электростанции менее привлекательными. В 1980-х годах в США и 1990-х годах в Европе неизменный рост электросетей и либерализация электроэнергетики также сделали добавление новых крупных генераторов базовой нагрузки экономически невыгодными.
Однако во Франции, где раньше преобладали ископаемые виды топлива, с начала 1980-х годов преобладала ядерная энергетика, и большая часть этой энергии экспортировалась в соседние страны. Это произошло из-за нефтяного кризиса 1973 года, когда страны, полагавшиеся на нефть как основной ресурс для производства энергии, были вынуждены пересмотреть свою стратегию. Французский план, известный как план Месмера, предусматривал полную независимость от нефти и строительство 80 реакторов к 1985 году и 170 к 2000 году. В 2019 году 71% французской электроэнергии производился на 58 реакторах, что является самым высоким показателем среди всех стран мира.
Местная оппозиция ядерной энергетике возникла и в США в начале 1960-х годов. Ярким примером считается конфликт с местным населением Бодега-Бей в Калифорнии, когда местное население выступило против строительства атомной электростанции в регионе, и к 1964 году от этой концепции в конечном итоге отказались. В конце 1960-х годов некоторые члены научного сообщества начали выражать острую озабоченность безопасностью атомных электростанций.
Эти антиядерные опасения связаны со страхом аварий, распространения ядерного оружия и трудностями с захоронением радиоактивных отходов. В начале 1970-х годов прошли массовые протесты против предлагаемой атомной электростанции в Виле, Германия. Проект был отменен в 1975 году. Антиядерный успех в Виле вызвал сопротивление ядерной энергетике в других частях Европы и Северной Америки. К середине 1970-х годов антиядерная активность приобрела влияние по всему миру, усилившееся в 1986 году в связи с аварией на Чернобыльской АЭС в Припяти.
Информация о последствиях аварии вышла далеко за пределы страны и, несмотря на принятие мер по обеспечению безопасности электростанций, ряд стран (такие как Австрия, Швеция и Италия) после проведения референдумов запустили процесс полного отказа от программ ядерной энергетики.
«Госкорпорация Росатом была создана 1 декабря 2007 года указом Президента РФ. С этого события началась новая эра атомной отрасли России, и за 15 лет своего существования госкорпорация Росатом прошла огромный путь, превратившись в национального чемпиона энергетического сектора и лидера на глобальном рынке ядерных технологий.
За период 2007–2022 годов были запущены программы развития атомной промышленности, благодаря объединению активов удалось сформировать цепочку полного цикла технологий от добычи урана до вывода атомных объектов из эксплуатации».
Ренессанс ядерной энергетики
Конец 90-х и начало 2000-х называют ренессансом ядерной энергетики. Когда шок от аварии прошел, снова появились разговоры о возрождении энергетических программ с использованием энергии атомов. Основной причиной этого процесса стала развернувшаяся в мировом сообществе дискуссия об экологической безопасности энергетического сектора. По данным ученых, атомная энергетика была «зеленой» альтернативой угольным электростанциям, которые задействовали большое количество естественных ресурсов на всех этапах рабочего цикла: от добычи топлива до его отработки.
Более того, в 2009 году годовая выработка ядерной энергии имела тенденцию к небольшому снижению с 2007 года, снизившись на 1,8% в 2009 году. При этом ядерная энергетика удовлетворяла 13–14% мирового спроса на электроэнергию.
Основным фактором снижения стал длительный ремонт семи крупных реакторов на атомной электростанции Касивадзаки-Карива в Японии после землетрясения в Ниигата-Тюэцу-Оки.
Новым витком антиядерной оппозиции стала авария на АЭС Фукусимы в 2011 году. Она спровоцировала пересмотр ядерной безопасности и политики в области ядерной энергии во многих странах и вызвала у некоторых комментаторов вопросы о будущем возрождении популярности атомной энергетики. Германия утвердила планы закрыть все свои реакторы к 2022 году. Тайвань рассматривает возможность поэтапного отказа, а Австрия (АЭС Цвентендорф) и Филиппины (АЭС Батаан) так и не начали использовать свои первые полностью построенные АЭС. Нидерланды и Швеция также планировали отказаться от ядерных энергетических программ, но вскоре пересмотрели планы и ввели дополнительные меры безопасности.
Из-за этого Международное энергетическое агентство вдвое сократило свою предварительную оценку новых генерирующих мощностей, которые должны быть построены к 2035 году.
В 2012 году производство атомной энергии продемонстрировало самое большое падение по сравнению с предыдущим годом, составившее 7%.
Атомная энергетика с нулевым уровнем выбросов является важным инструментом для смягчения последствий изменения климата. В соответствии со Сценарием устойчивого развития МЭА, к 2030 году ядерная энергетика будет генерировать 3900 ТВт-ч во всем мире, а ветровая и солнечная энергия — 8100 ТВт-ч с целью достижения нулевых выбросов CO2 к 2070 году. Для достижения этой цели выработка электроэнергии должна ежегодно повышаться в среднем 15 ГВт. По состоянию на 2019 год в стадии строительства находилось более 60 ГВт новых атомных электростанций, в основном в Китае, России, Корее, Индии и ОАЭ.
Будущее ядерной энергетики сильно различается между странами в зависимости от государственной политики. Некоторые страны, прежде всего Германия, приняли политику поэтапного отказа от ядерной энергетики. В то же время некоторые азиатские страны, такие как Китай и Индия, взяли на себя обязательство по быстрому развитию этого направления энергетики.
В других странах, таких как Соединенное Королевство и Соединенные Штаты, атомную энергетику планируют использовать вместе с возобновляемыми источниками энергии.
На сегодняшний день в России атомная энергетика удовлетворяет более 20% потребности страны в электроэнергии. Ядерная сфера активно включается в другие области жизни, обеспечивая повышение ее качества: ядерная медицина увеличивает вероятность своевременной диагностики заболеваний, развитие Северного морского пути позволяет решить ряд логистических трудностей, а исследования, направленные на создание замкнутого топливного цикла, позволят в будущем снизить нагрузку на окружающую среду.
Реклама. myatom.ru
История «мирного» атома
Новости 15.01.2023Умер Вахтанг Кикабидзе
Сборник
Ермак
Новости 14.
01.2023
Умерла Инна Чурикова
Новости 29.12.2022Умер композитор Эдуард Артемьев
Среди них: ядерная медицина, сверхпроводники, композитные материалы, квантовые вычисления, суперкомпьютеры и т. д.
Начало использования энергии атома
Первые проекты в атомной энергетики носили, увы, не мирный характер. США в 1941 году приступили к изобретению атомного оружия, которое они использовали спустя четыре года для уничтожения японских городов Хиросима и Нагасаки. Эра монопольного владения атомной бомбой длилась для США недолго — вскоре советский академик Игорь Курчатов «зажег» первую в Евразии цепную ядерную реакцию.
Академик И. В. Курчатов. (biblioatom.ru)
Эра «мирного» атома
СССР и США задумывались и об ином использовании атома.
Оба государства приступили к исследованиям и испытаниям возможности его применения для выработки энергии в конце 1940-х годов. Во главе коллектива разработчиков СССР стоял уже упомянутый Курчатов. Именно советской Обнинской АЭС было суждено стать первой на Земле атомной электростанцией, подключенной к электросети.
В 1957 году Курчатов во время своего визита в Англию призвал учёных всего мира работать по направлениям мирного использования энергии атома. Он продвигал эту идею и в Советском Союзе: в 1958 году была введена в эксплуатацию Сибирская АЭС, через 8 лет — Белоярская имени Курчатова и Нововоронежская имени 50-летия СССР. Последние две существуют и по сей день.
Решение об их строительстве было принято ещё в 1955 году Правительством СССР. Нововоронежская АЭС отличалась от уже существующих станций реактором нового водо-водяного типа. Основы проектирования таких реакторов разрабатывались большой группой учёных по главе с академиком А.
Реактор Нововоронежской АЭС «Грузинский кувшин». (biblioatom.ru)
Значительное влияние на развитие отрасли оказала II Международная конференция по мирному использованию атомной энергии. Она состоялась в Женеве в 1958 году. Советские академики, доктора наук, профессора представили свыше 200 докладов.
16 июля 1973 года ввели в эксплуатацию энергетический реактор на быстрых нейтронах в г. Шевченко. В установке БН-350 была применена трехконтурная схема охлаждения реактора. Тепловая мощность — 1000 МВт. В 1978 году ученые, участвовавшие в разработке, пуске и эксплуатации БН-350, получили Государственную премию СССР. 1974-й год ознаменован новыми успехами в сфере атомной энергетики — запущен первый реактор Ленинградской АЭС. В 1960-х-1970-х гг. Советский Союз построил атомные установки в странах Восточной Европы, Африки и Азии.
Ленинградская АЭС. (РИА Новости/Алексей Даничев)
Запуск ускорителя протонов на энергию 70 миллиардов электронвольт (У-70) в Институте физики высоких энергий вывел Советский Союз в лидеры исследований в области физики высоких энергий. Активно велись исследования мирного применения ядерных реакций. На Балтийском заводе строились атомные ледоколы. В 1986 году был спущен на воду лихтеровоз «Севморпуть». Это крупнейшее ледокольно-транспортное судно с атомной силовой установкой
Лихтеровоз-контейнеровоз «Севморпуть». (bastion-opk.ru)
В настоящее время в России функционируют более 400 предприятий и организаций, относящихся к атомной отрасли. В них заняты более 300 тыс. человек. Атомная промышленность динамично развивается.
Сборник: Мирный атом
Сегодня «мирный» атом обеспечивает почти 20% энергии, потребляемой в стране. Развитие отрасли началось в 1950-х – с введения Обнинской АЭС.
- Статьи
- Европа
- XX-XXI вв.
Хроники первой АЭС
Хроники первой АЭС
Обнинская АЭС, введенная в эксплуатацию в 1954 году, открыла эпоху использования атомной энергии в мирных целях.
- Статьи
- Европа
- XX-XXI вв.
Ядерный отряд: создатели первой в мире АЭС
Ядерный отряд: создатели первой в мире АЭС
В 1954-м ученые создавали нечто уникальное – они запустили реактор «Атом мирный».
- Статьи
- Европа
- XX-XXI вв.
Для мирных целей. Совершенно секретно
Для мирных целей. Совершенно секретно
С какими трудностями столкнулись при строительстве Обнинской АЭС? Обратимся к рассекреченным документам.
- ЕГЭ
- Европа
- XX-XXI вв.
Мирный атом. Правда или вымысел?
Мирный атом. Правда или вымысел?
Первая в мире атомная электростанция была открыта в Обнинске в 1954 году. Сегодня АЭС эксплуатируют более 30 стран, а количество энергоблоков превысило 400. При этом некоторые государства отказались от атомной энергетики и даже провели по этому вопросу референдумы.
Знакома ли тебе история мирного ат…
- Статьи
- Европа
- XX век
История «мирного» атома
История «мирного» атома
Использование «мирного» атома предопределило создание целого ряда направлений использования знаний и научные достижения отраслевых специалистов.
- Статьи
- Европа
- XX-XXI вв.
Хроники первой АЭС
Обнинская АЭС, введенная в эксплуатацию в 1954 году, открыла эпоху использования атомной энергии в мирных целях.
- Статьи
- Европа
- XX-XXI вв.
Ядерный отряд: создатели первой в мире АЭС
В 1954-м ученые создавали нечто уникальное – они запустили реактор «Атом мирный».
- Статьи
- Европа
- XX-XXI вв.
Для мирных целей. Совершенно секретно
С какими трудностями столкнулись при строительстве Обнинской АЭС? Обратимся к рассекреченным документам.
- ЕГЭ
- Европа
- XX-XXI вв.
Мирный атом. Правда или вымысел?
Первая в мире атомная электростанция была открыта в Обнинске в 1954 году. Сегодня АЭС эксплуатируют более 30 стран, а количество энергоблоков превысило 400. При этом некоторые государства отказались от атомной энергетики и даже провели по этому вопросу референдумы.
Знакома ли тебе история мирного ат…
- Статьи
- Европа
- XX век
История «мирного» атома
Использование «мирного» атома предопределило создание целого ряда направлений использования знаний и научные достижения отраслевых специалистов.
Рекомендовано вам
Лучшие материалы
- Неделю
- Месяц
- Статьи
- Европа
- XX век
Кто предал Зою?
- Статьи
- Европа
- VIII-XV вв.
«Средневековый танк»: как устроен рыцарский доспех
- Статьи
- Европа
- XX век
Была ли успешной денацификация в Германии?
- Статьи
- Европа
- XIX-XX вв.
Рядом с императрицей: судьба Зинаиды Менгден
- Статьи
- Европа
- XX век
Смерть Сталина — закономерный финал болезни или убийство?
- Статьи
- Азия
- XVI век
Жизнь и смерть атамана Ермака
- Статьи
- Европа
- XX век
Сбежавшая из СССР
- Статьи
- Европа
- XX век
Великое ограбление поезда
- Статьи
- Европа
- XV век
Маршал-людоед
- Статьи
- Европа
- XX век
Галина Брежнева и другие крёстные матери бриллиантовой мафии
- Статьи
- Европа
- XIX век
И навеки веков: история жён декабристов
- Статьи
- Европа
- XX век
Кто предал Зою?
- Статьи
- Европа
- XX век
«Факел смерти»: самая крупная железнодорожная катастрофа в СССР
- Статьи
- Европа
- VIII-XV вв.
«Средневековый танк»: как устроен рыцарский доспех
- Статьи
- Европа
- XX век
Была ли успешной денацификация в Германии?
- Статьи
- Европа
- XIX-XX вв.
Рядом с императрицей: судьба Зинаиды Менгден
- Статьи
- Европа
- XX век
Смерть Сталина — закономерный финал болезни или убийство?
- Статьи
- Азия
- XVI век
Жизнь и смерть атамана Ермака
- Статьи
- Европа
- XX век
Сбежавшая из СССР
- Статьи
- Европа
- XVII век
Безумный Ибрагим (18+)
- Неделю
- Месяц
- 📚 Статьи
- 👀 211715
- 📚 Статьи
- 👀 141354
- 📚 Статьи
- 👀 132148
- 📚 Статьи
- 👀 95707
- 📚 Статьи
- 👀 95288
- 📚 Статьи
- 👀 93395
- 📚 Статьи
- 👀 76581
- 📚 Статьи
- 👀 59369
- 📚 Статьи
- 👀 56987
- 📚 Статьи
- 👀 49464
- 📚 Статьи
- 👀 226730
- 📚 Статьи
- 👀 211715
- 📚 Статьи
- 👀 162711
- 📚 Статьи
- 👀 141354
- 📚 Статьи
- 👀 132148
- 📚 Статьи
- 👀 95707
- 📚 Статьи
- 👀 95288
- 📚 Статьи
- 👀 93395
- 📚 Статьи
- 👀 76581
- 📚 Статьи
- 👀 72774
Страница не найдена | OSTI.
GOVЕсли вы видите эту страницу, это значит, что запрошенный вами URL не может быть найден. Возможно, он не существует или вы неправильно набрали его в своем браузере. Но, если вы считаете, что это наша ошибка, сообщите нам об этом. В противном случае у вас есть несколько вариантов: попробуйте использовать нашу панель навигации в верхней части этой страницы, посетите нашу домашнюю страницу или просмотрите наши продукты ниже.
Посетите любой из продуктов ниже, чтобы найти результаты исследований и разработок Министерства энергетики и многое другое.
Основной инструмент поиска
Рис. 271948: ОСТИ.ГОВ 250
OSTI.GOV является основным инструментом поиска данных Министерства энергетики США по науке, технологиям и инженерным исследованиям. OSTI.GOV содержит более чем 70-летнюю научную и техническую информацию от DOE и учреждений-предшественников DOE и использует инновационный инструмент семантического поиска, позволяющий ученым, исследователям и общественности получать более актуальную информацию.
Всего в OSTI.GOV около 3 миллионов записей.
Информация о научных, технических и инженерных исследованиях, финансируемая Министерством энергетики
Специализированные средства поиска по конкретным ресурсам
Публичный портал Министерства энергетики США по энергетике и науке (DOE PAGES ® ) — это инструмент поиска научных публикаций, включая рецензируемые журнальные статьи и принятые рукописи, полученные в результате исследований, финансируемых Министерством энергетики.
Научные публикации, полученные в результате исследований, финансируемых Министерством энергетики
DOE Data Explorer — это инструмент поиска наборов данных, коллекций данных и проектов данных, финансируемых DOE.
Данные научных исследований, полученные в результате исследований, финансируемых Министерством энергетики
DOE CODE — это платформа программных услуг и инструмент поиска DOE.
DOE CODE позволяет пользователям отправлять и анонсировать код, предлагает услуги репозитория и позволяет обнаруживать программное обеспечение, финансируемое DOE.
Открытый исходный код, инструмент отправки и поиска программного обеспечения, финансируемого Министерством энергетики
DOE Patents — это всеобъемлющий инструмент поиска патентной информации, полученной в результате исследований и разработок (НИОКР), финансируемых Министерством энергетики. Сюда включены патенты, которые Министерство энергетики спонсировало с помощью различных механизмов финансирования, включая гранты, контракты или соглашения о сотрудничестве.
Патенты, полученные в результате исследований, финансируемых Министерством энергетики
DOE ScienceCinema — это инструмент поиска мультимедийных научных видеороликов и аудиофайлов из национальных лабораторий Министерства энергетики, других исследовательских центров Министерства энергетики и ЦЕРН (Европейской организации ядерных исследований), использующий технологию поиска с распознаванием речи.
Научные видеоролики, посвященные исследованиям, финансируемым Министерством энергетики США
Федеральное агентство США и международные средства поиска научной и технической информации
Рисунок 276758: SciGov250-min.png
Science.gov, написанный курсивом, с красными и синими лентообразными кривыми внизу.
Эта межведомственная инициатива научных организаций 15 федеральных агентств США обеспечивает поиск более 200 миллионов страниц научной и технической информации всего одним запросом.
Научная информация, финансируемая правительством США
Рисунок 276759: wws-min.png
WorldWideScience.org написано справа. Светло-серый и фиолетовый глобус, изображающий часть Северной Америки, Европы, Африки и Азии, окруженный оранжевыми, синими и серыми эллипсами под разными углами слева.
WorldWideScience.org — это международный портал примерно 100 национальных научных коллекций из более чем 70 стран-участниц.
Глобальный научный портал
Атомная модель: история временной шкалы
Атомная модель: история временной шкалы https://schooltutoring.com/help/wp-content/uploads/sites/2/2019/10/Atom-Featured-image.jpg 960 640 Преподавательский состав Преподавательский состав https://secure.gravatar.com/avatar/d96b825901af08f4b20fdfa2d056868f?s=96&d=mm&r=g
Атомы. Кто они такие? Если вы изучаете химию, вы должны знать, что они являются основными строительными блоками всей материи. Возможно, вы также узнали, что атом состоит из субатомных частиц, известных как протоны, нейтроны и электроны.
Но знаете ли вы, что модель атома много раз менялась на протяжении веков?
История атома начинается еще во времена греческого философа Демокрота (470–380 гг. до н. э.), который предположил, что вся материя состоит из более мелких частиц, которые он назвал «атомос».
Только в 1808 году учитель английской школы по имени Джон Далтон использовал эксперименты для уточнения этих атомов. Он создал первую атомную теорию, которая состояла из следующих основных пунктов:
- Вся материя состоит из крошечных неделимых частиц, которые он назвал атомами. Он представлял их твердыми с отчетливой массой и подвижными. Их нельзя было ни создать, ни разрушить.
- Все атомы одного и того же элемента идентичны. Идентичен по массе и свойствам.
- Атомы разных элементов разные .
- Соединения образуются путем объединения атомов различных элементов в фиксированных соотношениях целых чисел.
- Химические реакции происходят при перегруппировке атомов.
В 1897 г. Дж.Дж. Томпсон доказал неправоту Дальтона, когда он открыл электроны . Это показало, что атомы не неделимы, как предполагал Дальтон. Томпсон проводил эксперименты с использованием катодных лучей, которые в то время считались пучками атомов. Он заметил, что луч прошел по воздуху дальше, чем можно было бы предположить по их размеру. Он смог оценить, что луч состоит из частиц, которые в 1000 раз легче атома водорода. Дальнейшие эксперименты с использованием электрических полей для отклонения луча показали, что частица имеет отрицательный заряд и одинакова для всех типов элементов. С этими результатами он предложил «Сливовый пудинг» модель атом. Эта модель предполагала, что атомов представляют собой большую положительную сферу с внедренными в нее отрицательными электронами.
Эрнест Резерфорд открыл протоны и ядро в 1911 году.
В своем эксперименте он направил пучок положительных частиц на золотую фольгу. Он обнаружил, что большинство частиц проходят прямо сквозь частицу, но, как ни странно, пара отклоняется. Он предположил, что атом не является большой положительной сферой, как предположил Томпсон, а имеет небольшой плотный центр (ядро) с положительными зарядами. Положительные заряды были окружены в основном пустым пространством с электронами, вращающимися вокруг ядра. Нейл Бор расширил эту идею, предположив, что электронов вращаются вокруг ядра на уровнях, которые он назвал оболочками.
В 1920 году Резерфорд понял, что существует несоответствие между массой атомов и массой объединенных протонов и электронов. Он думал, что должна быть другая частица с нейтральным зарядом, которую он назвал бы нейтроном . Он попросил Джеймса Чедвика найти доказательства существования этого нейтрона. Позже в своей жизни Чедвик заинтересовался экспериментами, в которых бериллий подвергался бомбардировке альфа-частицами.