Ядерна енергія. внутрішня енергія атомного ядра. вьщеляют при ядерних перетвореннях. Обумовлена дією всередині атомних ядер сил тяжіння між складовими ядра нуклонами - протонами і нейтронами. Сили тяжіння між нуклонами діють тільки на дуже невеликих відстанях, порівнянних з розмірами ядер (10 -13 см). В результаті дії ядерних сил при утворенні ядер з протонів р і нейтронів п вьщеляют велику кількість енергії, подібно до того, як при хім. р-ціях вьщеляют енергія, відповідна енергії виникають хім. зв'язків між атомами.
Повна енергія, що вивільняється при утворенні ядра з нуклонів (вона дорівнює енергії зв'язку ядра Есв. См. Ядро атомне) відповідає дефекту маси. т. е. зменшення маси утворився ядра в порівнянні із загальною вихідною масою складових його протонів і нейтронів. Так, при утворенні ядра 4Не з двох протонів і двох нейтронів дефект маси дорівнює ок. 0,0293 а. е. м. і еквівалентний виділенню ок. 28 МеВ. Відношення енергії зв'язку до числа складових ядро нуклонів Есв / А, де А - масове число. наз. уд. енергією зв'язку ядра.
Швидке зменшення сил ядерного тяжіння між нуклонами з ростом відстані призводить до слабкої залежності уд. енергії зв'язку від масового числа ядра (рис.). У легких ядер уд. енергія зв'язку невелика (ок. 7 МеВ / нуклон в разі 4 Не). З ростом А число сусідів у кожного нуклона зростає, і зростає значення Есв / А. Воно досягає максимуму при А = 50-60 (так, у ядер 56 Fe Есв / A 8,5 мЗв / нуклон), а потім знову зменшується. Зниження уд. енергії зв'язку зі зростанням А відбувається досить повільно, у ядер 738 U Есв / A = 7,4 МеВ / нуклон. З цієї залежності випливає, що екзотерміч. є р-ції ядерного синтезу (утворення легких ядер з найлегших) і р-ції розподілу важких ядер, а також спонтаннийраспад.
Залежність питомої енергії зв'язку ядра від масового числа.
Енергія, що звільняється при утворенні ядер з протонів і нейтронів в розрахунку на 1 моль. приблизно в 10 9 разів більше, ніж енергія, к-раю вьщеляют при хім. р-ціях. Однак точно так же, як при проведенні хім. р-ций зазвичай не вдається звільнити всю енергію, що відповідає енергії хім. зв'язків атомів в утворюються з'єднаннях, так і при проведенні ядерних перетворень вьщеляют енергія, значно менша, ніж ядерна енергія, що відповідає всій енергії зв'язку нуклонів в ядрах. Виняток становлять тільки процеси синтезу легких ядер (4 Хіба ж то й ін.), Які мають місце, напр. в зоряному в-ве. Так, за суч. уявленням, енергія Сонця обумовлена виділенням енергії зв'язку нуклонів в ядрах 4 Не, к-які утворюються в надрах Сонця з протонів і нейтронів в результаті циклу последоват. перетворень.
У земних умовах звільнити і використовувати ядерну енергію вдається в двох процесах. По-перше, при термоядерному синтезі, т. Е. При синтезі ядер порівняно легких елементів з ще більш легких ядер, у яких брало енергія зв'язку менше. Прикладом такого процесу служить ядерна р-ція за участю двох ядер дейтерію. що приводить до утворення ядра 3 Хіба ж то й виділенню нейтрона. По-друге, вивільнення ядерної енергії спостерігається при розподілі важких ядер (235 U, 239 Pu і ін.) На два осколка - ядра елементів середини периодич. системи елементів, у яких брало енергія зв'язку більше, ніж у важких ядер.
Перший спосіб реалізований поки тільки в некерованому термоядерному вибуху т. Зв. водневої бомби. Спроби реалізувати керований термоядерний синтез і в результаті отримувати ядерну енергію в регульованих умовах досі до успіху не привели. Другий спосіб отримання ядерної енергії здійснюється як при некерованому вибуху ядерного боєприпасу, так і завдяки керованої ядерної ланцюгової р-ції розподілу в ядерному реакторі (використовується, як правило, 235 U або 239 Рі). У всіх цих випадках вдається звільнити гл. обр. у вигляді теплової енергії менше 10% загальної енергії зв'язку, що відповідає беруть участь в перетвореннях ядер. Проте, ядерна енергія, що звільняється в розрахунку на 1 моль піддалося перетворенню в-ва, в 10 6 -10 7 разів перевищує енергію, к-рую можна отримати при проведенні хім. перетворення з 1 молем реагенту (напр. при спалюванні 1 моля вуглецю).
В ядерних перетвореннях ядерна енергія звільняється у вигляді кінетичної. енергії частинок (нових синтезованих ядер, осколківподілу і ін.), що рухаються з величезними швидкостями, а також у вигляді жорсткого електромагніт. випромінювання (рентгенівського і у). Гальмування частинок супроводжується переходом кінетичної. енергії гл. обр. в теплову.
У літературі, особливо видавалася в 40-50-і рр. 20 в. часто замість терміна "ядерна енергія" використовували термін "атомна енергія", що не цілком виправдано, т. к. мова йде саме про енергії, укладеної всередині ядра.
