Номер 3, страница 178 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какое применение получила ядерная энергия?

Ядерная энергия, высвобождаемая в результате ядерных реакций (деления тяжелых ядер или синтеза легких ядер), нашла широкое применение в различных сферах человеческой деятельности. Эти применения можно разделить на две большие категории: мирные и военные.

Мирное применение

Это наиболее обширная область использования ядерных технологий.

• Энергетика. Основное мирное применение — производство электроэнергии на атомных электростанциях (АЭС). В ядерных реакторах происходит управляемая цепная реакция деления ядер урана ($^{\text{235}}\text{U}$) или плутония ($^{\text{239}}\text{Pu}$). Выделяющееся при этом огромное количество тепла используется для нагрева воды и получения пара, который вращает турбины электрогенераторов. Атомная энергетика является одним из крупнейших источников низкоуглеродной электроэнергии в мире.

• Транспорт. Ядерные силовые установки используются на судах, требующих высокой автономности. В первую очередь это атомные ледоколы, способные годами работать в арктических широтах без дозаправки, а также некоторые гражданские транспортные суда и плавучие электростанции.

• Медицина. Ядерные технологии играют ключевую роль в диагностике и лечении заболеваний. Радиоактивные изотопы (радиофармпрепараты) вводят в организм для визуализации органов и отслеживания метаболических процессов (позитронно-эмиссионная томография, однофотонная эмиссионная компьютерная томография). Лучевая терапия использует ионизирующее излучение для уничтожения раковых клеток. Также излучение применяется для стерилизации медицинского оборудования и материалов.

• Сельское хозяйство. Облучение семян и растений используется для создания новых сортов с улучшенными свойствами (мутационная селекция). Для борьбы с насекомыми-вредителями применяется метод стерилизации: облученных самцов выпускают в природу, что приводит к сокращению популяции. Радиационная обработка (ионизация) пищевых продуктов позволяет уничтожить микроорганизмы и продлить сроки их хранения.

• Промышленность. С помощью радиоизотопных приборов контролируют толщину материалов (бумаги, металлического листа), плотность и уровень жидкостей в закрытых емкостях. Гамма-дефектоскопия позволяет обнаруживать внутренние дефекты в сварных швах и литых деталях. Ионизирующее излучение используется для модификации свойств полимеров, придавая им большую прочность и термостойкость.

• Наука и археология. Радиоуглеродный анализ, основанный на скорости распада изотопа углерода ($^{\text{14}}\text{C}$), позволяет определять возраст археологических находок органического происхождения. Другие методы радиоизотопного датирования используются в геологии для определения возраста горных пород. Изотопы-метки широко применяются в биологических и химических исследованиях.

• Космические исследования. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) служат источниками энергии для космических аппаратов, работающих вдали от Солнца (например, «Вояджер», «Новые горизонты», марсоход «Кьюриосити»). Они преобразуют тепло, выделяющееся при естественном распаде радиоактивных изотопов, в электроэнергию.

Военное применение

• Ядерное оружие. Самое известное и разрушительное применение, основанное на неуправляемой цепной реакции деления (атомная бомба) или реакции термоядерного синтеза (водородная бомба). Оно обладает колоссальной поражающей мощностью.

• Силовые установки. Аналогично гражданскому флоту, ядерные реакторы являются источниками энергии для военных кораблей, в первую очередь для атомных подводных лодок и авианосцев. Это обеспечивает им практически неограниченную дальность плавания и высокую автономность.

Ответ: Ядерная энергия получила широкое применение в мирных целях (производство электроэнергии на АЭС, силовые установки для ледоколов, медицина для диагностики и терапии, сельское хозяйство, промышленность, наука и космос) и в военных целях (ядерное оружие, силовые установки для подводных лодок и авианосцев).