Какой вид энергии выделяется при ядерном делении

В моей книге по физике упоминается, что его кинетическая энергия высвобождается при расщеплении атомов, но более логично, чтобы это была тепловая энергия, поскольку при строительстве электростанции, как показано ниже, энергия используется для нагрева воды для производства пара. Действительно ли это кинетическая энергия, высвобождаемая при делении, или тепловая энергия? Если бы она была кинетической, то не могли бы мы напрямую передать кинетическую энергию турбине без необходимости использования пара.

введите описание изображения здесь

Ответы (4)

Осколки деления, пара меньших ядер, несколько нейтронов, несколько фотонов и несколько нейтрино — все они обладают кинетической энергией в результате деления.

На своем пути через ядерный реактор осколки деления часто сталкиваются с атомами и передают часть своей кинетической энергии тем атомам, которые, следовательно, движутся быстрее и имеют большую кинетическую энергию. Движение быстрее случайным образом и с большей кинетикой мы приравниваем к повышению температуры, поэтому активная зона реактора становится «горячее».

Тепловая энергия на самом деле является частным случаем кинетической энергии, т.е. это кинетическая энергия молекул (по крайней мере, в термодинамическом смысле тепла).

Поскольку ядерное деление генерирует энергию в виде комбинации энергичных частиц и электромагнитного излучения в случайных направлениях, нет удобного способа напрямую использовать это как кинетическую энергию, и гораздо разумнее поглощать энергию этих частиц в какой-то другой среде и используйте это, чтобы нагреть воду, чтобы произвести пар.

Эффективное использование различных типов излучения для нагрева воды превращает случайную кинетическую энергию в термодинамическое тепло, которое затем можно извлечь для выполнения полезной работы.

Существует также мнение, что пар является хорошей рабочей жидкостью для выработки электроэнергии, поскольку воды много, а ее температура кипения позволяет использовать эффективную установку с циклом Ренкина в диапазоне температур практических технических материалов. Или, другими словами, паровые турбины — это практичный и эффективный способ преобразования тепловой энергии в электроэнергию в больших масштабах, обеспечивающий хороший баланс между капитальными затратами, эксплуатационными расходами и общей тепловой эффективностью.

Продуктами ядерного взаимодействия или деления обычно являются радон или барий с альфа-частицами и нейтронами. Радон или барий имеют заряд, и затем они взаимодействуют с заряженными частицами, в результате чего заряженные частицы ускоряются. Энергия ядра преобразуется в кинетическую энергию, а затем за счет электромагнитного взаимодействия и ускорения заряда образуется тормозное излучение. Таким образом, ядерная энергия, которая является очень мощной, но локальной или короткодействующей, преобразуется в электромагнитную энергию и фотоны. Эти фотоны являются фотонами гамма-излучения. Затем эти фотоны взаимодействуют с веществом и рассеивают свою энергию, производя тепло с гораздо меньшей плотностью энергии.

Температура — это мера кинетической энергии материи; даже стальная пластина, которая неподвижно стоит на столе, внутри совершает множество движений, хотя можно сказать, что ее атомы остаются в одной и той же конфигурации. Тепло описывается как «тряска»/«колебание» атомов на более высокой частоте. Они заставляют близлежащие атомы делать то же самое за счет собственной «трясущейся» энергии. Но тепло — это всего лишь особый тип движения, если смотреть на него с точки зрения атомов. Однако не принимайте аналогию слишком серьезно; эти вещи на самом деле не сферы, необъяснимо трясущиеся взад-вперед