Поиск новых источников энергии и способов ее экономии как глобальная проблема современности и естественнонаучные аспекты ее решения

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: 

«Поиск  новых источников энергии и способов ее экономии как глобальная проблема современности и естественнонаучные аспекты ее решения» 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила студентка 

2 группы 4 курса

филологического факультета

специальности «Журналистика»

Пятерикова  Ксения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2011

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3

    1. Понятие энергии……………………………………………………………7
    2. Историческое разнообразие источников энергии: от древности до наших дней…………………………………………………………….10
    3. Поиск новых источников энергии……………………………………12
      1. Преобразование энергии покоя в кинетическую энергию….13
      2. Использование солнечной энергии…………………………..19
      3. Ветровая энергия……………………………………………….21
      4. Термальная энергия земли…………………………………….23
      5. Энергия внутренних вод……………………………………….24
      6. Энергия биомассы………………………………………………25
    4. Способы экономии электроэнергии…………………………………26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     Всё взаимосвязано со всем - гласит первый экологический закон. Значит, и шага нельзя ступить, не задев, а порой и не нарушив чего-либо из окружающей среды. Каждый шаг человека по обычной лужайке - это десятки погубленных микроорганизмов, спугнутых насекомых, изменяющих миграционные пути, а может быть, и снижающих свою естественную продуктивность. Уже в прошлом веке возникла тревога человека за судьбу планеты, а в текущем столетии дело дошло до кризиса мировой экологической системы из-за возобновления нагрузок на природную среду.

     Казалось  бы, вопрос давно ясен, а круг их определился  ещё в начале 70-х годов, когда начал применяться сам термин "глобалистика", появились первые модели глобального развития.

     Одно  из определений относит к глобальным "проблемы, возникающие в результате объективного развития общества, создающие  угрозы всему человечеству и требующие для своего решения объединенных усилий всего мирового сообщества"1. То есть это проблемы всего человечества, они носят планетарный масштаб2.

     Правильность  этого определения зависит от того, какие проблемы относить к  глобальным. Если это узкий круг высших, планетарных проблем, то оно вполне соответствует истине. Если же добавить сюда такие проблемы, как стихийные бедствия (она глобальна лишь в смысле возможности проявления в регионе), тогда это определение оказывается узким, ограничивающим, в чем и состоит его смысл.

     Юрий Гладкий сделал интересную  попытку классификации глобальных  проблем, выделив три основных  группы3: 

  1. Проблемы  политического и социально-экономического характера (предотвращение ядерной войны, нормальное функционирование мирового хозяйства, предотвращение отсталости слаборазвитых стран).
 
  1. Проблемы  природно-экономического характера (экологическая, энергетическая, продовольственная, сырьевая, мирового океана).
 
  1. Проблемы  социального характера (демографическая, международных отношений, кризиса культуры и нравственности, дефицита демократии, урбанизации, охраны здоровья).
 

     Осознание глобальных проблем, неотложности пересмотра многих привычных стереотипов пришло к нам поздно, гораздо позже  опубликования на Западе первых глобальных моделей, призывов остановить рост экономики. Между тем все глобальные проблемы теснейшим образом связаны между собой.

      Охрана  природы до недавнего времени  была делом отдельных лиц и  обществ, а экология сначала не имела никакого отношения к охране природы. Термин «экология» введен Э.Геккелем в 1866 году. Первоначально он означал науку о домашнем быте живых организмов. Долгое время экология оставалась чисто биологической наукой. В настоящее время экология является междисциплинарной наукой, изучающей проблемы взаимоотношений организмов с окружающей средой (природой), связывающей физические, химические и биологические явления и, образующей своеобразный мост между естественными  и общественными науками. Особое значение как наука экология приобрела в 70-е годы ХХ века, когда стало очевидным, какую угрозу несет миру техногенная цивилизация. Загрязнения атмосферы, отравление рек и озер, кислотные дожди, увеличивающиеся отходы производства, в особенности радиоактивные отходы, являются одними из наиболее существенных проблем, которыми занимается экология4.

     Кто что или кого ест, как приспосабливается  к сезонным изменениям климата - основные вопросы первоначальной экологии. За исключением узкого круга специалистов о ней никто ничего не знал. А  сейчас слово "экология" у всех на слуху.

     Такая резкая перемена на протяжении 30 лет  произошла в силу двух взаимосвязанных  обстоятельств, характерных для  второй половины века: роста населения  Земли и научно-технической революции.

     Быстрый рост населения Земли получил название демографического взрыва. Он сопровождался изъятием у природы огромных территорий под жилые дома и общественные учреждения, автомобильные и железные дороги, аэропорты и пристани, посевы и пастбища. Сотнями квадратных километров вырубались тропические леса. Под копытами многочисленных стад степи и прерии превращались в пустыни.

     Одновременно  с демографическим взрывом произошла  и научно-техническая революция. Человек освоил ядерную энергию, ракетную технику и вышел в  космос. Он изобрел компьютер, создал электронную технику и промышленность синтетических материалов.

     Демографический взрыв и научно-техническая революция  привели к колоссальному увеличению потребления природных ресурсов. Современная энергетика в основном базируется на горючих ископаемых, каковыми являются каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть и газ. Так, на рубеже веков ежегодно добывалось 3,5 миллиарда тонн нефти и 4,5 тонн каменного и бурого угля5. В настоящее время в мире добывают около 7 миллиарда тонн условного топлива в год. Из той энергии, которая вырабатывается из органического топлива, около 25% расходует транспорт (автомобильный, авиационный, железнодорожный, морской) и сельскохозяйственные машины, 30-35% потребляют тепловые электростанции, около 30% идет в металлургическую и химическую промышленность, в машиностроение и производство стройматериалов и, наконец, не более 10% расходуется на бытовые нужды6. При таких темпах потребления стало очевидным исчерпание многих природных ресурсов в ближайшее время. Одновременно отходы гигантских производств стали все больше загрязнять окружающую природную среду, разрушая здоровье населения. Во всех промышленно развитых странах большое распространение получили раковые, хронические лёгочные и сердечно-сосудистые заболевания. Это доказывает взаимосвязь глобальных проблем между собой.

      Таким образом, глобальные проблемы современности  можно охарактеризовать как «совокупность  социоприродных проблем, от решения  которых зависит социальный прогресс человечества и сохранение цивилизации. Эти проблемы характеризуются динамизмом, возникают как объективный фактор развития общества и для своего решения требуют объединённых усилий всего человечества. Глобальные проблемы взаимосвязаны, охватывают все стороны жизни людей и касаются всех стран мира»7.

      В данном исследовании из всего комплекса проблем мы выбрали объектом для изучения проблему энергосбережения. Она будет изучаться в аспекте способов экономии энергии и поиска новых источников. Даная работа очень актуальна в настоящий момент времени, когда подходят к концу топливные ресурсы нашей планеты.

     Сейчас, как никогда остро встал вопрос, о том, каким будет будущее  планеты в энергетическом плане. В газетах и журналах все чаще и чаще встречаются статьи об энергетическом кризисе. Из-за нефти возникают войны, расцветают и беднеют государства, сменяются правительства. К разряду газетных сенсаций стали относить сообщения о запуске новых установок или о новых изобретениях в области энергетики. Разрабатываются гигантские энергетические программы, осуществление которых потребует громадных усилий и огромных материальных затрат. Естественные запасы органического топлива пока еще велики, но не безграничны. Считают, что с учетом постоянного, но все уменьшающегося пополнения этих запасов их будет достаточно еще на 80 лет или, по другим данным, на 120-140 лет. Поэтому совершенно естественно и давно встал вопрос о новых источниках энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Понятие энергии.
 
 

      Понятие энергии занимает фундаментальное  положение в структуре современного естествознания. Под энергией понимают единую меру различных форм движения и взаимодействия материи. Она проявляется во множестве различных видов8.

      В механике различают два вида энергии: кинетическую и потенциальную. Кинетической энергией тела называют энергию, являющуюся мерой его механического движения и измеряемую той работой, которую может совершить тело при его торможении до полной остановки. Потенциальная энергия определяется как свойство системы материальных тел совершать работу при изменении положения или конфигурации тел в системе. Работа, совершаемая консервативными силами при изменении конфигурации системы, т. е. расположения всех ее частей по отношению к системе отсчета, не зависит от того, как было осуществлено это изменение при переводе системы из начальной конфигурации в конечную, в которых система имела различные значения энергии. Значит, работа может быть определена как мера изменения энергии, а энергия — как способность тела совершать работу. Причем применительно к механическим процессам полная энергия замкнутой консервативной системы тел, равная сумме их потенциальной и кинетической энергии, остается величиной постоянной. То есть всякое изменение потенциальной и кинетической энергии есть превращение потенциальной энергии в кинетическую, а кинетической в потенциальную. В случае механического движения передача энергии происходит в форме работы в процессе силового взаимодействия тел.

      В случае, когда помимо консервативной силы, зависящей только от положения  тела, в системе действуют и  силы трения, тогда любая работа, совершаемая над телом извне, равна сумме приращений кинетической, потенциальной и внутренней энергии. Значит, механическая энергия при трении переходит во внутреннюю энергию, что сопровождается изменением состояния, степени нагретости или объема тела. Величину внутренней энергии (U) можно увеличить двумя эквивалентными способами — совершая над телом механическую работу (А) или сообщая ему количество теплоты (Q):  

      Значит, количество теплоты является мерой  изменения внутренней энергии тела и выражает тепловую энергию. Установлен эквивалент между количеством теплоты и работой. Теплота может передаваться от тела к телу, переходить в работу, возникать при трении, но при этом она не является сохраняющей величиной. Механическая и тепловая энергии — это только две из многих форм энергии. Все, что может быть превращено в какую-либо из этих форм, есть тоже форма энергии. Химические реакции протекают с выделением или поглощением теплоты, показывая взаимопревращение химической энергии и теплоты. Работы Фарадея и Ленца приводят к открытию взаимопревращений электрической и магнитной энергий. Изучение процессов, происходящих в контактах двух металлических проводников, проделанных Пельтье и Ленцем, свидетельствуют о взаимопревращении электрической энергии и теплоты. Джоуль устанавливает соотношение между величиной количества теплоты, выделяемой при прохождении электрического тока через проводник, и величиной самого тока и сопротивления проводника (закон Джоуля—Ленца).

      Электрическая и магнитная энергии могут проявляться как единая электромагнитная энергия. В частном случае электромагнитную энергию испускают нагретые тела (примером этого служит солнечная энергия). Иногда солнечную энергию рассматривают лишь как прямое солнечное излучение, которое накапливается на Земле в виде гидроэнергии и энергии ископаемого горючего. Интенсивность солнечной энергии на поверхности Земли в средних широтах в летнее время примерно составляет 1 кВт/м2. Если 0,1% всей поверхности Земли преобразуют эту солнечную энергию в электрическую с эффективностью 5%, то электрическая энергия, генерируемая ежегодно, будет в 40 раз больше современного годового уровня потребления ее во всем мире.

      В теории относительности было показано, что энергия покоя является энергетическим выражением массы тела, находящегося в состоянии покоя. А Эйнштейн показал, что энергия покоя тела с массой m0 равна Е0 = m0 с2. Согласно этой формуле один грамм вещества обладает энергией покоя 9 ■ 1013 Дж (1033 эВ). В обычных условиях колоссальная энергия покоя находится как бы в скрытом состоянии. Условия, при которых возможно освобождение всей энергии покоя вещества, весьма необычны: каждый атом тела должен встречаться с антиатомом антитела. При такой встрече произойдет процесс аннигиляции, т. е. превращение энергии покоя обоих тел в другую форму энергии (например, в энергию покоя и кинетическую энергию образующихся при аннигиляции более легких, чем нуклоны, частиц). Разумеется, аннигиляция элементарных частиц пока практического значения (как источник энергии) не имеет, так как для создания условий, при которых она может происходить, приходится затрачивать неизмеримо больше энергии, чем ее выделяется при аннигиляции. Далеко не все вещества пригодны как источники энергии, и величины выделяемой энергии веществами имеют существенные различия. Например, величина энергии, необходимой для того чтобы удерживать валентный электрон в атоме, составляет всего несколько электронвольт (эВ), в то время как величина энергии, связывающей нуклоны (протоны и нейтроны) в атомном ядре, достигает порядка 10 млн эВ на каждый нуклон. Следовательно, энергия, высвобождаемая на один атом при сжигании ископаемого горючего, составляет несколько электронвольт, в то время как энергия, высвобождаемая в результате ядерных взаимодействий, исчисляется миллионами электронвольт (МэВ). Химическая реакция (химическая энергия):

        
 
 
 
 
 

      Полная  энергия, запасенная во всех делящихся  материалах, имеет такой же порядок  величины, что и энергия, запасенная во всех месторождениях ископаемых топлив. Энергия же, выделяемая в результате синтеза ядер, практически неограниченная. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Историческое  разнообразие источников энергии: от древности  до наших дней.
 
 

      Человечество  с самого своего появления пользуется источниками энергии. Сначала они были весьма примитивными. Таковыми были, например, огонь или лук. Но с ходом развития человеческой цивилизации усложнялись и источники энергии, используемые им, а также открывались или изобретались новые источники. И вот, в ХХ веке, человек научился использовать энергию атомного ядра и термоядерного синтеза, построил МГД (магнитогидродинамический)- генератор.

      Открытие  новых источников энергии шло  сложными путями. На начальном этапе  развития человечеств открытие чего-либо нового происходило либо по счастливой случайности, либо благодаря гениальному учёному (как, например, Герон или Архимед), либо это открытие совершалось на протяжении значительного периода времени (поиск способов добывания огня).

      В Средние века, во время упадка науки, открытия совершались лишь благодаря немногим действительно образованным людям, но из-за огромной власти христианской церкви им в лучшем случае приходилось отказываться от своих убеждений, в худшем - они попадали на костёр инквизиции. Такие "научные изыскания", как поиск "perpetuum mobile", свидетельствуют о сильном упадке многих наук, о незнании основных законов природы.

      В период мировой истории называемый Ренессансом, а также в более  позднее время (период Новой истории), многие люди вплотную начали заниматься наукой и техникой, в том числе - постройкой различных машин. С этого времени и начался поиск универсального двигателя, способного заменить уже используемые (водяное колесо). Этот поиск шёл с переменным успехом и вёлся совершенно разными людьми. Эти изобретатели (как и их изобретения) были различны; многие из них стали изобретателями благодаря великим учёным или из-за того, что их просто заинтересовала важная и интересная проблема - постройка двигателей. Например, изобретатель парового котла и конструктор первых моделей двигателя внутреннего сгорания и паровой машины Дени Папен был в своё время врачом, но увлёкся этой областью техники лишь благодаря встречам с Христианом Гюйгенсом. Изобретатель четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания Август Отто когда-то был конторщиком, приказчиком, бухгалтером. Такая скучная и бесперспективная жизнь заставила его искать новый путь к успеху - и он занялся постройкой нового двигателя.

      С течением времени двигатели (и другие источники энергии) перестали быть уродливыми, примитивными и, как часто бывало, неработоспособными конструкциями механиков-самоучек. В этой области техники всё сильнее и сильнее начала проявлять себя наука, и новые двигатели конструировались на основе уже изученных принципов и сложных математических расчётов (дизель-мотор, паровая турбина).

      В ХХ веке эта область техники (постройка  двигателей и других источников энергии) перестала существовать отдельно от науки. Стали иметь место случаи, когда между открытием новых свойств какого-либо материала и постройкой источника энергии, использующего эти свойства, проходило очень мало времени (например: открытие радиоактивности и постройка ядерного реактора).

      Конструированием  новых источников энергии теперь занимались не отдельные выдающиеся личности, а целые группы учёных, исследовательские институты, конструкторские бюро и производственные объединения.

      Именно  ими были созданы такие сложные  и оригинальные конструкции, как  ТОКАМАК, МГД - генератор, установки  лазерного термоядерного синтеза, многие так называемые альтернативные источники энергии.

      Мы  живём на пороге того времени, когда  многие энергетические ресурсы (нефть, природный газ, каменный уголь) будут  на грани исчерпания. Поэтому одно из важнейших направлений развития энергетики – поиск новых источников энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Поиск новых источников энергии.
 

      Итак, с учетом постоянного, но все уменьшающегося пополнения энергетических запасов их будет достаточно чуть более чем на 100 лет. Поэтому совершенно естественно встает вопрос о новых источниках энергии. Решается он во многих направлениях.

   Во многих странах сейчас ведутся работы по созданию и использованию экологически чистых источников энергии – солнца, ветра, приливов и отливов. Можно надеяться, что это приведет к тому, что ископаемое топливо все больше будет применяться как ценное сырье для химической, нефте- химической и других отраслей промышленности, ибо, как сказал Д.И. Менделеев, использовать его для сжигания – все равно, что отапливаться ассигнациями9.

      Наиболее  надежным способом решения проблемы считается расширение перспектив привлечения гидроресурсов, доля которых в стационарной энергетике сегодня составляет 17%. Но расширение сети гидроэлектростанций возможно лишь до определенного предела, разрешенного экологическими нормами. И этот предел применительно к большим рекам нашей страны достигнут, хотя в Дагестане еще есть резервы. Ставится задача использования энергии приливов и отливов морей, энергии ветра и волн. Не прекращается поиск новых запасов нефти на шельфах морского побережья. Но сжигание даже добываемых ныне семи миллиардов тонн органического топлива ведет к выбросу в атмосферу 15-17 млрд т углекислого газа с примесями СО и даже SO2 со всеми вытекающими отсюда последствиями.

      Именно  поэтому наиболее заманчивым в настоящее  время является процесс преобразования энергии покой в кинетическую энергию («превращение массы в энергию»). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Преобразование  энергии покоя  в кинетическую энергию.
 

      Так как при обычных условиях любое  тело обладает огромным резервом неиспользуемой энергии покоя Е0 = m0 с2, то даже ничтожно малое уменьшение массы покоя должно приводить к заметному возрастанию кинетической энергии. Атомная энергия получается за счет "переработки" примерно 0,1% массы самого тяжелого из существующих в природе веществ — урана, термоядерная энергия — за счет переработки части массы наиболее легких веществ, например дейтерия. В каждом из этих направлений есть две задачи: мгновенное и медленное преобразование массы в энергию. В первом направлении полностью решены обе задачи: ученые и инженеры умеют освобождать атомную энергию как в мгновенном процессе взрывного типа (атомная бомба), так и в медленном управляемом процессе (ядерный реактор). В настоящее время атомная энергия широко используется в науке, промышленности и на транспорте. Во втором направлении пока решена только половина задачи — термоядерную энергию научились освобождать в мгновенном процессе взрывного типа (водородная бомба). Осуществление процесса медленного управляемого термоядерного синтеза оказалось настолько трудной задачей, что сейчас нельзя даже приблизительно указать, когда она будет решена.

      Любое атомное ядро состоит из некоторого количества (Z) протонов и (A-Z) нейтронов, удерживаемых вместе ядерными силами притяжения (сильные взаимодействия). Ядерные силы отличаются очень большой интенсивностью на расстояниях ~ 10-13 см и чрезвычайно быстро ослабевают с ростом расстояния. Так как для разделения ядра на нуклоны (протоны и нейтроны) надо совершить работу на преодоление ядерных сил притяжения, то энергия атомного ядра меньше энергии тех нуклонов, из которых ядро состоит. А так как энергия и масса связаны соотношением Е = m с2, то масса атомного ядра также меньше суммарной массы всех составляющих его нуклонов. Разность их значений, выраженная в энергетических единицах, называется энергией связи.

      

      Энергия связи любого ядра положительна, и она должна составлять заметную часть, приблизительно равную 1% от его энергии покоя. Если же мы заинтересуемся ее точными значениями для различных ядер и подсчитаем их по приведенной формуле, то убедимся, что они довольно сильно колеблются, в особенности у легких ядер. Доля, которую составляет энергия взаимодействия нуклонов от энергии покоя, зависит от числа взаимодействующих нуклонов. С ростом числа нуклонов она сначала возрастает, а затем уменьшается. Другими словами, нуклоны особенно прочно связаны в средних (по весу) ядрах, слабее — в тяжелых и очень легких ядрах. Главная причина различия в энергии связи разных ядер заключается в следующем. Все нуклоны, из которых состоит ядро, можно условно разделить на две группы: внутренние и поверхностные. Внутренние нуклоны окружены соседними нуклонами со всех сторон, поверхностные же — только с внутренней стороны. Поэтому внутренние нуклоны взаимодействуют с остальными нуклонами сильнее, чем поверхностные. Но процент внутренних нуклонов особенно мал у легких ядер (у самых легких ядер все нуклоны можно считать поверхностными) и постепенно увеличивается по мере их утяжеления. Поэтому энергия связи должна расти вместе с ростом числа нуклонов в ядре. Однако этот рост не может продолжаться очень долго, так как начиная с некоторого достаточно большого числа нуклонов (А = 50 - 60) количество протонов в ядре становится настолько большим, что делается заметным их взаимное отталкивание даже на фоне сильного ядерного притяжения. Это отталкивание и приводит к уменьшению энергии связи у тяжелых ядер. Поэтому ядра одних атомов устойчивы, стабильны, а других атомов химических элементов — неустойчивы и нестабильны.

      Из  сказанного понятно и то, откуда берется энергия при синтезе  легких ядер, так же как при делении тяжелых, получаются более прочные (более устойчивые) ядра (с большей взаимосвязанностью нуклонов), чем исходные. Поэтому при слиянии легких ядер должна выделяться энергия.

      Количество  энергии синтеза, приходящейся на единицу  массы, может в несколько раз превосходить удельную энергию деления. Хорошо известно, что целый ряд атомных ядер из числа встречающихся в природе, например радий, уран, торий и др., обладают способностью самопроизвольно испускать -частицы, электроны и -кванты. Такие ядра и элементы называются радиоактивными. Про них говорят, что они обладают естественной радиоактивностью. Кроме того, было получено множество радиоактивных ядер. Явление самопроизвольного превращения одних атомных ядер в другие, сопровождаемое испусканием элементарных частиц, называют радиоактивностью. Такие превращения претерпевают только нестабильные ядра. К числу радиоактивных процессов относятся: 

        -распад;

        -распад (в том числе электронный захват);

        -излучение ядер;

      спонтанное  деление ядер;

      протонная радиоактивность. 

      Существует  три типа распада радиоактивных  изотопов: испускание -частиц, в котором ядро одновременно теряет два протона и два нейтрона ( -частицу); -распад, в котором теряется один высокоэнергетический электрон, и электронный захват, в котором теряется один высокоэнергетический фотон. В 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что у некоторых веществ (AI, В, Mq) способность испускать позитроны сохраняется на некоторое время и после того, как облучение а-частицами уже прекращено. Изучение этого явления показало, что по своим свойствам оно аналогично естественной радиоактивности тяжелых элементов.

      Радиоактивность, наблюдающаяся у ядер, существующих в природных условиях, называется естественной. Радиоактивность ядер, полученных посредством ядерных реакций, называется искусственной. Между искусственной и естественной радиоактивностью нет принципиального различия. Процесс радиоактивного превращения в обоих случаях подчиняется одинаковым законам. Во всех видах радиоактивного превращения выполняются законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения, электростатического, барионного и леп-тонного зарядов.

      Одной из самых замечательных ядерных  реакций является реакция деления. Делением называется реакция расщепления атомного ядра на две примерно равные по массе части (осколки деления). Тяжелые ядра (Z 90) делятся как самопроизвольно (спонтанное деление), так и принудительно (вынужденное деление). В отличие от спонтанного вынужденное деление происходит практически мгновенно (t 10-14 с). Для вынужденного деления ядер с Z 90 достаточно их предварительно слабо возбудить, например облучая нейтронами с энергией около 1 МэВ. Некоторые ядра, например уран-235, делятся даже под действием тепловых нейтронов.

      Масса (а значит, и энергия) делящегося ядра значительно превышает сумму масс осколков. В связи с этим при делении освобождается очень большая энергия Q 200 МэВ, значительную часть которой ( 170 МэВ) уносят осколки в виде кинетической энергии. Осколки деления имеют большой избыток нейтронов. Поэтому они обладают -радиоактивными цепочками из продуктов деления, а также испускают мгновенные (два-три на один акт урана) и запаздывающие ( 1% мгновенных) нейтроны Большое энерговыделение, испускание нескольких нейтронов, возможность деления при небольшом возбуждении ядра позволяют осуществить цепную реакцию деления. Идея цепной реакции деления заключается в использовании вылетевших в процессе деления нейтронов для деления новых ядер с образованием новых нейтронов деления и т. д. Для нарастания цепного процесса необходимо, чтобы отношение числа нейтронов в двух последовательных положениях (так называемый коэффициент размножения нейтронов К) было больше единицы (К > 1).

Поиск новых источников энергии и способов ее экономии как глобальная проблема современности и естественнонаучные аспекты ее решения