Содержание
Рождение ядерного оружия и АЭС — Экодом
От «военного» атома к «мирному» и назад.
1896 год, Париж. Во время экспериментов по исследованию фосфорисценции солей урана учёный Антуан Анри Беккерель замечает, что этот элемент оставляет тёмный след на фотопластинке без какого-либо внешнего источника света. Учёный делает выводы, что засвечивание фотопластинки произошло из-за проникающего излучения самого урана. Двумя годами познее физики Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюри открывают элементы радий и полоний, исследуют их естественное излучение и называют это явление радиоактивностью.
Именно эти открытия дали старт исследованиям, которые через полвека приведут к созданию атомной бомбы. Первые атомные электростанции появились гораздо позже, став своего рода побочным продуктом гонки за ядерными вооружениями. В этом материале Экодом рассказывает про путь от атомной бомбы к «мирным» атомным электростанциям, а во второй части – про обратный феномен вепонизации АЭС на фоне войны России в Украине.
Эксперименты с радиоактивностью
Вскоре после открытий Беккереля, Кюри и Склодовской-Кюри, учёный Эрнест Резерфорд предполагает, что радиоактивность – это излучение, сопровождающее распад атомов, которые ранее считались неделимыми. Последующие исследования доказали сложное строение атома: протоны и нейтроны составляют его ядро, окружённое электронами.
В 1938 году учёные Отто Ган и Фриц Штрассман доказали возможность расщепления атома. При столкновении нейтрона с атомом урана, атом расщепляется на две практически равные части и высвобождает энергию. Годом позже Фредерик Жолио-Кюри обнаруживает, что во время расщепления урана высвобождаются три нейтрона, что в свою очередь делает возможным дальнейшее расщепление атомов. Таким образом, была обнаружена возможность запуска цепи реакции, высвобождающей большое количество энергии.
Мария Склодовская-Кюри и Пьер Кюри с дочерью
В ходе Второй мировой войны Альберт Эйнштейн пишет письмо Президенту США Франклину Рузвельту с информацией о последних ядерных открытиях и о возможности создания мощной бомбы с использованием урана. В США прибывает всё большее количество бегущих от войны в Европе учёных, тем самым способствуя дальнейшим исследованиям в области ядерной физики. Знаковым стал 1942 год. Именно тогда Гленн Сиборг обнаруживает, что облучённый уран производит небольшое количество плутония – нового радиоактивного элемента со способностью к расщеплению, что даёт возможность запускать цепную реакцию. Тогда же в Чикаго Энрико Ферми создаёт ядерный реактор и впервые производит контролируемую цепь реакций расщепления атомов урана.
Такие успехи на фоне военных действий стимулируют большой приток средств в дальнейшие исследования. В 1943 году США, Канада и Великобритания запускают Манхетеннский проект: в тридцати секретных локациях ведущие учёные с доступом к новейшим лабораториям проводят исследования с целью создания атомной бомбы.
Атомная бомба
Целью учёных было создание двух типов бомб – урановой и плутониевой. Природный уран на 99,3% состоит из урана-238 и на 0,7% из урана-235. Только второй возможно расщепить и использовать для создания урановой бомбы, поэтому главным вызовом стало его изолирование и концентрирование для получения так называемого обогащённого урана. «Пушечный» принцип бомбы состоит в сталкивании двух блоков с таким ураном для запуска расщепления атомов и происходящей за доли секунды цепи реакций, высвобождающей огромное количество энергии.
В плутониевой бомбе несколько сфер вложено друг в друга. В центре создаётся урановый котёл для сбора произведённого плутония, в нём же концентрируется сам материал. При одновременном подрыве взрывчатого вещества вокруг котла ударная волна направляется внутрь сферы, материал сжимается, становится сверхкритическим и взрывается.
Испытание «Тринити» — взрыв первой атомной бомбы «Штучка» (англ. Gadget) на полигоне Аламогордо, 16 июля 1945 года. Фото Jack W. Aeby
16 июля 1945 года в пустыне штата Нью-Мексико проводятся первые успешные испытания атомной бомбы «Тринити». К тому моменту Германия уже капитулировала, но Япония продолжала военные действия против США. После отказа японцев от безусловной капитуляции, США сбрасывают урановую бомбу на город Хиросима и плутониевую на Нагасаки. Общее количество жертв достигает порядка 200 000 человек. Через несколько дней Япония капитулирует.
Вскоре после окончания Второй мировой войны СССР запускает свою ядерную программу и в 1949 году проводит первые испытания на полигоне в Семипалатинске (сегодня город Семей в Казахстане). Начало Холодной войны ознаменовало и старт гонки ядерных вооружений. В целях технологического опережения противника и назапашивания наибольшего ядерного арсенала США и СССР тратят огромные ресурсы. В 1952 году США тестируют водородную бомбу – термоядерную бомбу, повторяющую происходящую в звёздах реакцию, во время которой под высоким давлением и при температуре в несколько миллионов градусов Цельсия сливаются в целое два лёгких атома – дейтерий и тритий. Для воспроизведения подобных условий было решено использовать плутониевую бомбу в качестве пускового механизма. Итоговый взрыв становится в тысячи раз мощнее, чем при ядерном расщеплении. Вскоре водородная бомба тестируется и в СССР.
Следует отметить, что ядерные испытания не прошли бесследно для планеты. Загрязнение осталось во всех местах их проведений: в Нью-Мексико и Казахстане, на архипелаге Новая Земля и островах Тихого океана.
«Атомная лихорадка»
Параллельно с разработкой ядерного оружия велись исследования по использованию атомной энергетики в мирных целях. В 1953 году Президент США Дуайт Эйзенхауэр произносит речь «Атом для мира» о перспективах атома для благосостояния человечества. В 1954 году в СССР запускается Обнинская АЭС, а в 1956 году открывается первая гражданская АЭС в британском Колдер-Холл. Однако фактически Колдер-Холл был не просто гражданским реактором – его главной целью стало производство плутониевого материала для ядерного оружия. На заре своего развития электричество, производимое на АЭС было всегло лишь полезным побочным продуктом. Главной задачей таких АЭС по-прежнему было создание обогащённого урана и плутония для ядерного оружия.
Колдер Холл. В октябре 1957 года на реакторе по производству плутония произошел пожар, который привел к радиоактивному выбросу. Международная шкала ядерных происшествий классифицирует события по семи уровням, где ноль означает, что событие подлежит регистрации, но не будет иметь последствий, а на седьмом уровне расположены аварии в Чернобыле и Фукусиме, происшествие на химкомбинате Маяк стоит на шестом уровне, а в Колдер Холе — на пятом. Фото: Simon Ledingham
Вскоре «мирный» атом пропагандировался на выставках по всему миру. Частные энергетические компании подогревали интерес публики к атомной энергетике тематическими фильмами и плакатами, учёба на ядерщика_цу стала как никогда престижной, а сами станции превращались в объекты промышленного туризма. В США начался период «золотой лихорадки» в постройке частных АЭС. Одновременно проводилась кампания по изменению публичного мнения об атомной энергетике, в первую очередь нацеленную на Японию в целях обеления последствий бомбёжки Хиросимы и Нагасаки. Потенциал атомной энергетики внезапно стал преподносится как светоч мирового прогресса. Для развития исследований в области ядерной энергетики в 1959 году под эгидой ООН создаётся МАГАТЭ – Международное агентство по атомной энергетике. Организация обязуется обеспечивать безопасное и мирное использование ядерной энергетики.
Но тогда же начало набирать силу и антиядерное движения. Первой громкой победой стала остановка строительства АЭС Бодега-Бэй в Калифорнии. Местные активист_ки протестовали сначала против ухудшения эстетического вида местности, а вскоре подлили масла в огонь опасения выбросов радиации со станции и возможной аварии. Активист_ки Бодега-Бэй в конце концов заставили энергетическую компанию забросить стройку, что стало важным прецедентом для антиядерного движения. В 1974 году более тысячи антиядерных активист_ок впервые собрались на конференции Критическая Масса, осознав свою силу в единении.
Гонка ядерных вооружений
Вслед за США и СССР, Великобритания и Франция тестируют собственные атомные бомбы и вступают в ядерный клуб. Тем временем, гонка вооружений между двумя сверхдержавами эскалируется. На данный момент США и СССР разработали межконтинентальные ракеты и атомные подлодки. СССР тестирует Царь-бомбу с мощностью 58 мегатонн в тротиловом эквиваленте – для сравнения бомба “Малыш», сброшенная на Хиросиму, имела эквивалент «всего» 15 килотонн. В 1962 году США тестируют водородную бомбу на высоте 400 километров во внешнем космосе над островом Джонстон в рамках проекта Starfish Prime. Зарево от взрыва наблюдалось в нескольких тысячах километров от эпицентра – в Новой Зеландии, а освобождённая радиация нанесла ущерб как минимум восьми космическим спутникам. В том же году США угрожают СССР ядерными ракетами, размещёнными в Турции и Италии, в то время как СССР размещают ракеты на Кубе. Ситуация накаляется до предела во время Карибского кризиса, и только благодаря напряжённым мирным переговорам обе стороны отводят свои ракеты и стабилизируют обстановку.
Хиросима после атомной бомбардировки
В 1967 году Китай тестирует свою первую атомную бомбу и также вступает в клуб ядерных держав. Рост количества стран с ядерным оружием настораживает СССР и США. Посредством ООН обе страны продвигают Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО), обособляя пять ядерных держав от остального мира. По его итогам существующие ядерные державы не могут делиться наработками или поставлять оружие в другие страны, тогда как остальные страны не могут пытаться создать собственную атомную бомбу. К тому же ядерные державы обязуются максимально сократить ядерный арсенал. К этому договору постепенно присоединились все страны мира, кроме Индии, Пакистана и Израиля.
В 1969 году страны Латинской Америки и Карибского бассейна подписывают договор Тлателолько, в результате которого целый континент становится первой населённой безъядерной зоной в мире.
Энергетический бум и фатальные ошибки
А что же ядерная энергетика? Огромный толчок к её дальнейшему развитию дал разгоревшийся в 1973 году мировой нефтяной кризис. Страны Персидского залива сократили поставки нефти западным странам, что привело к скачку цен в четыре раза – с 3 до 12 доларов за баррель. За короткое время взвиничивание цен на нефть подрывает экономики мировых держав, находящихся в серьёзной зависимости от них. Весь мир ищет альтернативу нефти для производства энергии и выход из-под зависимости от стран-экспортёров нефти (ОПЕК). В течение нескольких лет во всём мире происходит бум строительства АЭС, сопровождаемый ростом цен на постройку реакторов. Франция и Япония особенно полагаются на атомную энергетику в силу отсутствия природных запасов нефти.
Однако всё более острой становилась проблема утилизации ядерных отходов – процесс, который занимает несколько сотен тысячелетей. В ряде стран раньше полагались на глубокие подземные захоронения глубиной более 300 метров, но этот способ оказался неудачным. Так, в Швеции шахты, куда скидывали отходы, залило водой – герметичность контейнеров для хранения нарушилась и их пришлось срочно вынимать. При этом, если сложить все радиоактивные отходы европейских атомных электростанций на площадке размером с футбольное поле, получится башня высотой почти километр. Но нигде в мире пока нет хранилища, в котором все эти отходы могли бы быть надежно захоронены навсегда.
В 1979 году происходит авария на АЭС Три-Майл-Айленд в США, во время которой в силу не обнаруженной своевременно утечки теплоносителя первого контура реакторной установки один из реакторов перегревается и растапливает половину активной зоны реактора. Колпак реактора выдерживает и предотвращает утечку радиации, однако после этого инцидента уже было невозможно говорить о полной безопасности АЭС. Серия человеческих ошибок и потеря персоналом контроля приводит к аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году. Высокорадиоактивное облако распространяется и загрязняет большую часть Европы. Более 200 000 человек вынуждены покинуть свои дома, а вокруг АЭС создаётся зона отчуждения размером в 2 600 км2.
Именно авария на Чернобыльской АЭС стала мощнейшим триггером для сопротивления атомной энергетике по всему миру. Особенно сильным движение в силу относительной близости к СССР становится в Германии и Италии. В Германии традиция антиядерного движения была сильна ещё со времён оккупации граждан_ками места постройки АЭС у деревни Виль в Баден-Вюртемберге, что привело к столкновениям с полицией, но в итоге благотворно повлияло на решение прекратить строительство АЭС. С тех пор ядерная программа в Германии медленно но верно блиится к своему закату. В Италии же был проведён референдум, по итогам которого граждан_ки отказались от атомной энергетики в своей стране. Очередной импульс антиядерному движению придала авария на Фукусимской АЭС в 2011 году.
Авария на Фукусимской АЭС
После распада СССР, США и Россия продолжили сокращать ядерные вооружения. Однако девять стран ядерного клуба – США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, а также Индия, Пакистан и КНДР – до сих пор располагают суммарным арсеналом в 16 000 ядерных боеголовок. Израиль в свою очередь не подтверждает и не отрицает наличие ядерного оружия, но есть веские подозрения о том, что в Израиле оно есть. Большинство же стран мира не поддерживают ядерное вооружение. На сегодняшний день безъядерными зонами объявлены Антарктика, Латинская Америка и Карибский бассейн, Южная часть Тихого океана, Юго-Восточная Азия, Африка и Центральная Азия. И хотя в совокупности это серьёзные достижения для мирового сообщества, однако до ядерной безопасности человечеству всё ещё далеко. Мы ярко видим это по событиям с начала войны в Украине, в которой АЭС, побочный продукт создания ядерного оружия, сами становятся оружием в руках агрессора. Подробности — в следующем тексте.
Добавить в социальные сети:
В украинской разведке считают «очень высоким» риск того, что россия использует тактическое ядерное оружие
Украинская разведка называет «очень высокой» угрозу того, что россия может использовать тактическое ядерное оружие против Украины.
Об этом заявил представитель Главного управления разведки Минобороны (ГУР МО) Вадим Скибицкий в интервью The Guardian 27 сентября.
По его словам, ядерное оружие примерно в 100 раз мощнее тех типов ракет, которые россия до сих пор использовала против Украины.
«Удары (тактическим ядерным оружием, — ред.), вероятно, будут нацелены на места вдоль линии фронта с большим количеством [военных] лиц и техники, ключевыми командными центрами и критической инфраструктурой», — сказал Скибицкий об использовании россией тактического ядерного оружия.
Он добавляет, что Украине нужны не только зенитные, но и противоракетные системы, чтобы остановить оккупантов.
Что такое тактическое ядерное оружие?
Оно предназначено для ограниченного удара на поле боя. Тактическое ядерное оружие меньше по мощности, чем стратегическое, предназначенное для поражения целей противника вдали от поля боя.
К тактическому ядерному оружию относятся авиабомбы, ракеты малой дальности, артиллерийские снаряды, зенитные ракеты, подводные бомбы. То есть россияне способны размещать тактические ядерные боеголовки на ракетах, которыми уже обстреливают Украину.
Самое небольшое тактическое ядерное оружие может быть менее килотонны (эквивалент тысячи тонн тротила), а наибольшие образцы достигают 100 килотонн. Атомная бомба, которую США сбросили на Хиросиму (Япония) в 1945-м, имела мощность 15 килотонн.
Ядерные угрозы
Во время объявления в России мобилизации 21 сентября президент россии владимир путин заявил, что это якобы россии угрожают ядерным оружием. «Те, кто ведет ядерный шантаж против России, должны помнить, что роза ветров может развернуться в их сторону», — сказал Путин.
российский президент грозится, что в случае угрозы территориальной целостности рф готова «использовать все имеющиеся у себя средства. Это не блеф».
Глава МИД рф сергей лавров на пресс-конференции в ООН заявил, что все законы и доктрины, в частности ядерная, будут распространяться на «новые» территории, если таковые будут. Он имел в виду временно оккупированные территории Украины, где провели псевдореферендумы о присоединении к россии.
Запад продумывает планы реагирования на случай, если россия начнет реализовывать свои ядерные угрозы в отношении Украины, и непублично посылает кремлю предупреждения о возможных последствиях. В частности, США предупредили россию о «катастрофических последствиях» в случае ядерного удара.
Но союзники считают маловероятным, что путин все же решится на ядерный удар.
Атомное оружие стало более мощным через 75 лет после Хиросимы
ЖЕНЕВА
Мощность взрыва — количество энергии, высвобождаемой при детонации ядерного заряда, — возросла в геометрической прогрессии с 1945 года, когда бомбы сравняли с землей японские города Хиросима и Нагасаки.
Густонаселенные мегаполисы 21-го века означают, что ядерная атака может нанести еще более ужасающий ущерб, чем нанесенный Японии, поскольку признаки указывают на разработку более совершенного оружия.
Первая атомная бомба, сброшенная 75 лет назад, сровняла с землей Хиросиму 6 августа 1945 года и мгновенно убила около 70 000 человек, а в последующие годы еще больше умерло от воздействия радиации.
Три дня спустя США сбросили еще одну атомную бомбу на Нагасаки, положив конец Второй мировой войне, а угрозы, исходящие от военного оружия, навсегда изменили мир.
«Они увеличились в геометрической прогрессии с 1945 года», — заявил Шеннон Кайл, директор программы по ядерному разоружению, контролю над вооружениями и нераспространению Стокгольмского международного института исследования проблем мира (SIPRI), в онлайн-интервью агентству Anadolu. «В нынешнем ядерном арсенале США, например, боеголовки W88, развернутые на ракетах подводных лодок Trident II, имеют предполагаемую мощность 475 килотонн по сравнению с предполагаемой мощностью 12-13 килотонн бомбы «Малыш», сброшенной на Хиросиму. »
«Ужас ядерного взрыва может показаться далекой историей. Отказ от договоров о сокращении ядерных арсеналов и рисках распространения, производство новых видов ядерного оружия и серьезные угрозы», — сказал Петер Маурер, президент Международного комитета Красного Креста
«Мы должны подтолкнуть все государства к запрету ядерного оружия и подтолкнуть государства, обладающие ядерным оружием, к добросовестным переговорам о мерах по его ликвидации».45, США были единственной страной, которая, как известно, полностью разработала атомную бомбу.
Девять государств, обладающих ядерным оружием
В начале 2020 года девять стран — США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, Индия, Пакистан, Израиль и Северная Корея — обладали примерно 13 400 единицами ядерного оружия, из из них 3720 человек были развернуты в составе оперативных сил, говорится в ежегоднике SIPRI за 2020 год. ЮАР — единственная страна, отказавшаяся от атомного оружия.
Около 1800 единиц этого оружия находятся в состоянии повышенной боевой готовности, говорится в сообщении.
Ядерная угроза остается в сознании мировой общественности из-за недавней напряженности вокруг ядерных государств, не входящих в Совет Безопасности ООН, таких как Северная Корея, Иран, Израиль, Индия и Пакистан из-за Кашмира, а также между крупными державами.
Кайл сказал, что достоверная информация о состоянии ядерных арсеналов и возможностях ядерных государств значительно различается.
«США раскрыли важную информацию о своих запасах и ядерных возможностях, но администрация Трампа в 2019 г.прекратила практику раскрытия размера своих запасов. Великобритания и Франция также обнародовали некоторую информацию, — сказал он. — Россия отказывается публично раскрывать подробную разбивку своих сил, учитываемых в соответствии с новым договором о СНВ, хотя она делится информацией с США».
Китай публично демонстрирует свою ядерных сил чаще, чем в прошлом, но он предоставляет мало информации о численности сил или планах будущего развития. «, — сказал он. — Северная Корея признала проведение испытаний ядерного оружия и ракет, но не предоставляет никакой информации о своих возможностях ядерного оружия. Израиль придерживается давней политики не комментировать свой ядерный арсенал».0006
Однако в целом запасы ядерных боеголовок продолжают сокращаться, в основном из-за того, что США и Россия демонтируют списанные боеголовки.
В то же время США и Россия осуществляют обширные и дорогостоящие программы по замене и модернизации своих ядерных боеголовок, ракетных и авиационных систем доставки и объектов по производству ядерного оружия, по данным института.
Модернизация арсенала Китая
«Китай находится в процессе значительной модернизации и расширения своего ядерного арсенала, и считается, что Индия и Пакистан также увеличивают размер своих арсеналов», — говорится в сообщении института.
Северная Корея продолжает уделять приоритетное внимание своей военной ядерной программе как центральному элементу своей стратегии национальной безопасности. Однако в 2019 году он соблюдал самопровозглашенный мораторий на испытания ядерного оружия и системы доставки баллистических ракет большой дальности.
Самым мощным ядерным оружием в современном арсенале США является авиационная бомба B83, максимальная мощность которой составляет 1,2 мегатонны (1200 килотонн), сказал Кайл.
«Разрушительное воздействие современного термоядерного оружия трудно подсчитать. Это связано с тем, что взрывная мощность оружия может варьироваться в зависимости от военной роли и миссии», — сказал он.
«Однако нет никаких сомнений в том, что развернутое в настоящее время ядерное оружие может оказать несравнимо большее разрушительное воздействие на города, чем две бомбы, использованные против Хиросимы и Нагасаки в 1945 году», — сказал он.
Организации, отслеживающие или контролирующие информацию о ядерном оружии, ведут постоянную борьбу с государствами за полное, а в некоторых случаях и вовсе за раскрытие информации о том, каким оружием они обладают.
Среди этих организаций — Конференция по разоружению (КР) в Женеве и Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) в Вене.
«МАГАТЭ не участвует в мониторинге ядерного оружия и арсеналов. Его инспекционная деятельность ограничивается проверкой заявленных запасов гражданских расщепляющихся материалов и производственных объектов», — сказал Кайл.
Коронавирус замедляет переговоры
Он даже чувствовал, что пандемия коронавируса застопорила взаимодействие и переговоры на дипломатических форумах, таких как КР.
«Пятилетняя Конференция по рассмотрению действия Договора о нераспространении (ДНЯО), запланированная на апрель-май 2020 года, отложена до начала 2021 года из-за пандемии», — сказал он.
Кайл сказал, что КР не играет никакой роли в наблюдении за глобальными ядерными арсеналами, хотя некоторые государства-члены делают это самостоятельно.
Руководитель программы по оружию массового уничтожения Института ООН по исследованию проблем разоружения (UNIDR) Джон Борри сделал аналогичное замечание о силе современного ядерного оружия и считает, что 65 членов КР препятствуют его способности вести переговоры.
«В целом ядерное оружие сегодня гораздо более сложное и гибкое, чем в 1945. Но нельзя забывать о важной переменной — уязвимости цели», — сказал Борри агентству Anadolu.
«Есть некоторые свидетельства того, что в современном гораздо более «Населенный пункт может вызвать глобальные разрушения, выходящие далеко за рамки прямых смертей и травм», — сказал он. приступить к другим ключевым темам, таким как ядерное разоружение, предотвращение гонки вооружений в космическом пространстве или негативные гарантии безопасности9.0006
«В настоящее время КР является единственным специализированным форумом для переговоров и заключения соглашений, регулирующих вооружения. Он не работает. Но если он рухнет, трудно представить, что будет создан альтернативный орган для выполнения этой функции», — сказал Борри.
Веб-сайт агентства Anadolu содержит только часть новостей, предлагаемых подписчикам в Системе вещания новостей АА (HAS), и в краткой форме. Свяжитесь с нами, чтобы узнать о вариантах подписки.
НОВА | Большая идея Эйнштейна | Сила крошечных вещей: ключ ответа
1. (c) атомная бомба
Это верно. Если бы вы могли обуздать его силу, то есть обратить все его
атомов в чистую энергию — канцелярская скрепка
выход около 18 килотонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно размер бомбы, которая
уничтожил Хиросиму в 1945 году. При взрыве Хиросимы бесчисленное количество атомов
уран расщепился в результате цепной ядерной реакции. Каждый раз, когда атом расщепляется,
суммарная масса разлетавшихся осколков была меньше массы
оригинальный атом. Бомба, по сути, трансформировала три сотые унции
массы в катастрофический взрыв тепла и света.
2. (а) убить амебу
Верно. Двести миллионов электрон-вольт не могли даже вскипятить
наперсток воды, но, скорее всего, убьет амебу. Разделение одного атома
урана дает крошечное количество энергии. Когда мы говорим об устрашающей «силе
атома», мы обычно имеем в виду цепные реакции, включающие как можно больше
как один септиллион атомов — это 1 с 24 нулями!
3. (b) четыре фунта
Да. Если бы солнечная энергия, падающая на Землю каждую секунду, была преобразована в массу,
это будет равняться почти четырем фунтам. Энергия Солнца вырабатывается ядерной
термоядерный синтез: в центре Солнца под огромным давлением атомы водорода сливаются
вместе образуют гелий. Однако масса каждого нового атома гелия меньше, чем
четыре первоначальных атома водорода, которые его создали. «Потерянная» масса рассеивается
как свет, способный согреть Землю 93 миллиона миль.
4. (b) электроснабжение штата Нью-Йорк в течение примерно двух дней
Правильный. Конечно, на Земле нет практического способа конвертировать гроши,
скрепки или другие предметы полностью к энергии. Потребуются температуры
и давление больше, чем в ядре нашего солнца. Теоретически, однако, доллар
такой суммы можно было бы удовлетворить все потребности штата Нью-Йорк в энергии примерно на два дня.
Человечество тратит столько энергии в месяц, что на это ушло бы около 1000 фунтов.
стоит перемен.
5. (в) 29 миллионов лет
Да. Если бы каждое зернышко стало энергией, то из одной крупицы было бы около 25 млрд.
киловатт-часов — достаточно, чтобы лампочка светилась около 29 миллионов лет.
Сжигание угля на обычной электростанции, напротив, дает только
достаточно энергии, чтобы лампочка светила в течение 67 часов. В эйнштейновском сне
во всем мире производство электроэнергии может быть в миллиарды раз эффективнее обычного
сгорание — и не оставлять ни пепла, ни дыма!
6. (c) возможно разделить Землю пополам
Да, и это, вероятно, даже не потребовало бы McMansion. Люди в бизнесе
Перемещение целых домов оценивает, что дом площадью 3000 квадратных футов весит около
60 тонн. Полностью преобразованный в энергию, такой дом будет давать эквивалент примерно
1 170 000 мегатонн тротила, что примерно в 65 миллионов раз мощнее бомбы, упавшей на Хиросиму. Это гораздо больше энергии, чем потребуется, чтобы растопить половину льда в Антарктиде, и, возможно, достаточно, чтобы разделить Землю пополам.
7. (а) блоха
Правильно. Это как если бы блоха поймала попутку. Даже приближение примерно
18 000 миль в час, космический шаттл и близко не приближается к скорости, которая значительно
изменить его массу. Когда субатомные частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света,
хотя, как и в самых мощных в мире ускорителях частиц, они могут
становятся в 40 000 раз тяжелее, чем в состоянии покоя.
Короче…
Масса небольшой скрепки примерно равна энергии атомной бомбы, разрушившей Хиросиму. | |
Когда один атом урана расщепляется, масса меньше протона превращается в крохотную долю энергии — достаточную, чтобы убить амебу. | |
Вся солнечная энергия, попадающая на Землю за секунду, эквивалентна четырем фунтам массы. | |
Доллар ценой в пенни может обеспечить штат Нью-Йорк электроэнергией примерно на два дня. | |
Кусок угля весом 2,2 фунта теоретически мог бы освещать лампочку в течение 29 миллионов лет. | |
Дом среднего размера, преобразованный в энергию, мог бы разделить Землю пополам. | |
Когда космический шаттл движется со своей максимальной скоростью 18 000 миль в час, он набирает массу примерно с блоху. |
Примечание к расчетам
Хотя концепция эквивалентности массы и энергии ошеломляет, расчеты
участвуют относительно просто. Чтобы определить энергию, присущую любому
объект, вам просто нужно знать его массу, выбрать правильные единицы (например,
«метры в секунду» и «Джоули»), и немного по алгебре.