428 3

11. ELEKTROWNIE JĄDROWE

Rys. 11.1. Zależność energii wiązania przypadającej na jeden nukleon od liczby masowej jądra 1 - rozszczepienie; 2 - synteza termojądrowa

wiastków (pod względem liczby masowej), natomiast jądra pierwiastków lekkich i ciężkich mają mniejsze wartości energii wiązania. Oznacza to, że źródłem energii mogą być następujące reakcje:

-    łączenia, czyli syntezy jąder pierwiastków lekkich w jądra pierwiastków o większych liczbach masowych;

-    rozszczepienia jąder pierwiastków o bardzo dużej liczbie masowej na jądra pierwiastków lżejszych (ze środka układu okresowego).

Energia wydzielająca się przy reakcji syntezy jest równa różnicy energii wiązanie pierwiastków otrzymanych w wyniku reakcji i energii wiązania lekkich jąder. natomiast energia wydzielająca się podczas reakcji rozszczepienia jest równa różnicy energii wiązania jąder pierwiastków otrzymanych w wyniku reakcji i energu wiązania rozszczepionych jąder ciężkich.

Analizując kształt krzywej z rysunku 11.1, łatwo zauważyć, że w wyniku syntezy jąder lekkich można uzyskać większą energię, niż w wyniku rozszczepieni! jąder pierwiastków ciężkich. Jeśli przyjąć np., że przy rozszczepieniu jądra izotop-uranu ²9iU, którego energia e ss 7,5 MeV, powstaną dwa w przybliżeniu jednakowe jądra (o liczbie masowej zbliżonej do 118 i energiach e rs 8,35 MeV), to w jednym akcie rozszczepienia wyzwoli się energia (8,35 — 7,5) • 235 « 202 MeV.

W jednym kilogramie uranu znajduje się 2,46 • 10²⁴ jąder, co oznacza, u przy całkowitym rozszczepieniu jąder znajdujących się w 1 kg uranu uzyska sk energię 202 • 2,46 • 10²⁴ = 4,97 • 10²⁶ MeV = 79,5 • 10⁹ kJ = 22 ■ 10⁶ kWh. W cek wytworzenia tej ilości energii w elektrowni konwencjonalnej należałoby spalić oł 2500 t węgla kamiennego. Przy syntezie takiej samej liczby jąder izotopów wodoru deuteru ²H (D) i trytu jH (T) uzyskać można ok. 180 • 10⁶ kWh energii, tzn. poru: ośmiokrotnie więcej niż przy reakcji rozszczepienia.

428