Тізбекті бөліну реакциясына қажетті ядролық материалдың ең аз массасын сындық масса дейді.

Уран-235 изотопы үшін сындық масса 23 килограмдай болады. Бұл — диаметрі 13 см болатын біртұтас уран кесегі. Атом бомбасында ядролық жарылыс затын біртұтас етіп жасамайды. Оны жеке-жеке бөлік түрінде орналастырады. Әр бөліктің массасы сындық массадан кіші болады. Абом бомбасын жару үшін арнайы тетік ядролық зарядтың жеке бөліктерін біріктіреді. Сөйтіп, олардың біртұтас массасы сындық массаға жетеді де, ядролық жарылыс іске асырылады.

Қазір көптеген елдерде әртүрлі ядролық реакторлар бар. Олар практикалық мақсаттарда, ғылыми-зерттеу жұмыстарында қолданылумен қатар, атом электростанцияларының (АЭС) да негізі болып табылады.

Ядролық реактордың негізгі бөлігін белсенді аумақ (активті зона) құрайды. Белсенді аумақ жылу шығарғыш элементтер (ЖШЭ) деп аталатын ядролық отынмен толтырылған таяқшалардан (5), оларды айнала қоршап тұрған графит тежегіштерден (3) тұрады. ЖШЭ-лерді айнала жылу тасығыш (6) сұйықтар ағып өтетін түтіктер орналасқан. Жылу тасығыш қызметін су немесе сұйық металл, мысалы, натрий атқарады.

Нейтрондардың сыртқы ортаға ұшып шығуын азайту үшін белсенді аумақты нейтрон қайтарғышпен (2) қаптайды. Сыртқы ортаны аса қауіпті сәулелерден қорғау үшін нейтрон қайтарғыштың сыртын калың болат сауытпен және биологиялық бетон қорғанмен (4) қоршайды.

Тізбекті реакцияны қопарылысқа жеткізбей басқарып отыру үшін белсенді аумаққа дер кезінде енгізуге болатын басқарушы және апаттық (авариялық) таяқшалар (1) да реактордың негізгі құрамдас бөлігі болады. Бұл таяқшалар нейтрондарды жұтып алатын заттардан жасалады.

ЖШЭ таяқшаларындағы ауыр элементтердің (уранның, плутонийдің, т. с. с.) ядролары бөлінгенде пайда болатын бөлшектер зор кинетикалық энергияға ие болады. Сондай-ақ, ядродан босаған энергияның біраз бөлігі ү-кванттардың электромагниттік энергиясына айналады. Бұл бөлшектер белсенді аумақта өзара және басқа да материалдармен бейберекет соқтығысуы салдарынан бірте-бірте тежеледі. Сөйтіп, олардың кинетикалық энергиясы мен сәулелік энергиясы жылу энергиясына айналады.

Белсенді аумақтағы артық жылу мөлшері жылу тасығыштарға беріліп, оларды буландырады. Жоғары қысымдағы бу электр энергиясын өндіретін бу турбиналары мен генераторларға беріледі.

Wikipedia

67. Механика. Ньютон заңдары.

Механика [грек. ''mechanіke'' (techne) – машина және машина жасау өнері] – материалдық денелердің механикалық қозғалысын және өзара әсерлесуін зерттейтін ғылым. Денелердің немесе олардың бөлшектерінің уақыттың өтуіне байланысты кеңістіктегі орындарының өзгеруі механикалық қозғалыс деп аталады. Табиғатта мұндай қозғалысқа аспан әлеміндегі денелердің қозғалысы, Жер қыртысының тербелуі, мұхит-теңіздер мен ауадағы ағындар тербелісі; техникада – ұшу аппараттарының, көлік құралдарының, әр алуан механизм бөліктерінің қозғалысы, ғимараттар элементтерінің деформациясы, сұйықтықтар мен газдардың қозғалыстары, т.б. жатады. Әдетте, Механика деп Ньютонның механикалық заңдарына негізделген жарық жылдамдығынан әлдеқайда төмен жылдамдықпен қозғалатын кез келген материалдық денелердің қозғалысын сипаттайтын (элементар бөлшектерден басқа)классикалық механиканы айтады.
Механикада материалдық денелердің қозғалысын зерттегенде олардың негізгі қасиеттерін сипаттайтын абстракты ұғымдар пайдаланылады:

1. материалдық нүкте – массасы бар, геометриялық өлшемдері ескерілмейтін дене;

2. абсолют қатты дене – кез келген екі нүктесінің ара қашықтығы барлық жағдайда тұрақты дене;

3. өзгермелі тұтас орта – қатты денелердің, сұйықтықтар мен газдардың қозғалысын зерттегенде олардың молекулалық құрылымын ескермеуге болатын жағдайда қолданылатын ұғым.

Сонымен қатар тұтас ортаны қарастырғанда: идеал серпімді дене, пластикалық дене, идеал сұйық, тұтқыр сұйық, идеал газ сияқты абстракты ұғымдар қолданылады. Осыған байланысты Механика: материалдық нүкте механикасы, материалдық нүктелер жүйесінің механикасы, абсолют қатты денелер механикасы және тұтас орта механикасы болып бөлінеді. Соңғысы серпімді және пластикалық орта теориясына, гидродинамикаға, газ динамикасына бөлінеді. Бұл бөлімдердің әрқайсысы (шығарылатын есептердің сипатына қарай): кинематика, статика және динамика бөлімдеріне ажыратылады. Денелердің механикалық қозғалысын сипаттайтын негізгі заңдар мен принциптер жалпы және теор. Механиканың негізі болып саналады. Өзіндік дербес мәні бар механика бөлімдеріне: тербелістер теориясы, орнықты тепе-теңдік және қозғалыстың орнықтылығы теориялары, гироскоптар теориясы, массасы айнымалы денелердің механикасы, автоматты реттегіштер теориясы, соққы теориясы, т.б. жатады. механика физиканың көптеген бөлімдерімен тығыз байланысқан. Оның көптеген ұғымдары мен тәсілдері оптикада, статистикалық физикада, кванттық механикада, электрдинамикада, салыстырмалы теорияда, т.б. пайдаланылады. Механика астрономияның көптеген бөлімдерінде, соның ішінде аспан Механикасында ерекше орын алады. Механика қазіргі заманғы техниканың көптеген салаларының ғыл. негізі болып саналады.

Ньютонның механика заңдары – И.Ньютон тұжырымдаған (1687) классикалық механиканың негізгі үш заңы. Бірінші заң: "Егер денеге сырттан күш әсер етпесе, онда ол тыныштық күйін немесе бірқалыпты түзу сызықты қозғалыстағы күйін сақтайды”. Екінші заң: "Дененің қозғалыс мөлшерінің өзгеруі түсірілген күшке пропорционал және ол күшпен бағыттас болады”. Үшінші заң: "Әрбір әсерге оған тең, бірақ кері бағытталған қарсы әсер болады, басқаша айтқанда, екі дене бір-біріне шама жағынан тең, бағыты жағынан қарама-қарсы күштермен әсер етеді”. Ньютонның механика заңдары Г.Галилей, Х.Гюйгенс, И.Ньютон және басқа ғалымдардың бақылаулары мен зерттеулерінің нәтижелерін қорытындалу арқылы тұжырымдалды. Қазіргі көзқарас және терминология бойынша бірінші және екінші заңдардағы денені материалдық нүкте деп, қозғалысты инерциалдық санақ жүйесіне қатысты қозғалыс деп түсіну керек. Классик. механикада екінші заңның математикалық түрі: немесе mα=F, мұндағы m – нүктенің массасы, ν – оның жылдамдығы, α – үдеу, t – уақыт, F – әсер етуші күш. Ньютонның механика заңдары микроәлем нысандары (атом, молекула, элементар бөлшектер) үшін және жарық жылдамдығына жуық жылдамдықпен қозғалған денелерге қолдануға келмейді. Ньютонның бірінші заңы

Бүкіл әлемдік тартылыс заңы, Ньютонның тартылыс заңы — кез келген материялық бөлшектер арасындағы тартылыс күшінің шамасын анықтайтын заң. Ол И. Ньютонның 1666 ж. шыққан "Натурал философияның математикалық негіздері” деген еңбегінде баяндалған. Бұл заң былай тұжырымдалады: кез келген материялық екі бөлшек бір-біріне өздерінің массаларының (m1, m2) көбейтіндісіне тура пропорционал, ал ара қашықтығының квадратына (r2) кері пропорционал күшпен (F) тартылады: , мұндағы G — гравитациялық тұрақты. Гравитациялық тұрақтының (G) сан мәнін 1798 ж. ағылшын ғалымы Г. Кавендиш анықтаған. Қазіргі дерек бойынша G=6,6745(8)Һ Һ10–8см3/гҺс2=6,6745(8)Һ

Һ10–11м3/кгҺс2. Айдың Жерді, планеталардың Күнді айнала қозғалуын зерттеу нәтижесінде И. Ньютон ашқан бұл заң табиғаттағы барлық денелерге және олардың барлық бөліктеріне қолданылады. Б. ә. т. з. аспан денелерінің қозғалысы жайындағы ғылым — аспан механикасының іргетасын қалайды. Осы заңның көмегімен аспан денелерінің қозғалу траекториясы есептелінеді және олардың аспан күмбезіндегі орындары алдын ала анықталады. Уран планетасының осы заңға сәйкес есептелінген орбитадан ауытқуы бойынша 1846 ж. Нептун планетасы ашылды. Плутон планетасы да 1930 ж. осындай тәсілмен анықталды. 19 — 20 ғ-ларда бұл заңды алдымен қос жұлдыздарға, сонан соң шалғай орналасқан галактикаларға да пайдалануға болатындығы белгілі болды. Жалпы салыстырмалық теориясының ашылуы (1916) нәтижесінде тартылыс күшінің табиғаты онан әрі айқындала түсті. Шындығында кез келген дене кеңістікте тартылыс өрісін туғызады. Денелердің арасындағы тартылыс күші осы өріс арқылы беріледі. Өте майда бөлшектерден тұратын микродүниедегі (атом, атом ядросы, элементар бөлшектер, т.б.) құбылыстарда Б. ә. т. з-ның әсері сезілмейді. Өйткені онда күшті, әлсіз және электр магниттік өзара әсерлер (қ. Әлсіз өзара әсер, Күшті өзара әсер, Электр магниттік өзара әсер) тәрізді өрістік әсерлер басым болып келеді.
Табиғаттағы барлық денелер бір-біріне тартылады. Осы тартылыс бағынатын заңды Ньютон анықтап, бүкіл әлемдік тартылыс заңы деп аталған. Осы заң бойынша, екі дененің бір-біріне тартылатын күші осы денелердің массаларына тура пропорционал, ал олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал болады:
F = G \frac{m_1 m_2}{r^2},
мұндағы, G - гравитациялық тұрақты деп аталатын пропорционалдық коэффициент. Бұл күш бір-біріне әсер ететін денелер арқылы өтетін түзудің бойымен бағытталған. Формула шамасы бойынша бір-біріне тең F12 және F21 күштердің сандық мәнін береді. Cуреттегі өзара әсерлесетін денелер біртекті шарлар болса, m1 және m2 – шар массалары, r - олардың центрінің ара қашықтығы. Сонымен, шарлар материялық нүктелер ретінде өзара әсерлеседі , ал олардың массалары шар массаларына тең және олардың центрлерінде орналасқан. Гравитациялық тұрақтының сандық мәні, массалары белгілі денелердің бір-біріне тартылатын күшін өлшеу жолымен анықталған. Осындай өлшеу кезінде көп қиыншылықтар кездеседі, өйткені массалары тікелей өлшенетін денелер үшін тартылыс күштері өте-мөте аз болып шығады. Мысалы, әрқайсысының массасы 100 кг, бір-бірінен қашықтығы 1 метр болатын екі дене бір-біріне шамамен 10-6 Н, яғни 10-4 Г күшпен өзара әсер етеді.[1]
Инерция (лат. іnertіa – әрекетсіздік), материялық денелердің механикадағы Ньютонның 1-және 2-заңдарында көрініс табатын қасиеті. Денеге сыртқы әсерлер (күштер) болмаған кезде немесе олар теңгерілген кезде, инерция дененің инерциялық санақ жүйесі деп аталатын жүйеге қатысты өзінің қозғалыс күйін немесе тыныштығын сақтайтындығынан білінеді. Егер денеге күштердің теңгерілмеген жүйесі әсер етсе, онда инерция дененің тыныштық күйі немесе қозғалыс күйі, яғни дене нүктелерінің жылдамдықтары лезде өзгермей, біртіндеп өзгеретіндігін көрсетеді. Бұл жағдайда дене инерциясы неғұрлым көп болса, дене қозғалысы солғұрлым баяу өзгереді. Дене инерциясының өлшемі – масса. Сондай-ақ «инерция» терминін әр түрлі аспаптарға да қолданады. Бұл ретте инерция деп аспаптың белгілі бір тіркелетін шаманы кешіктіріп көрсететіні түсініледі. [1]
Инерция заңы – сыртқы күштер (өзара әсерлер) әсер етпеген немесе әсер етуші күштер өзара теңескен жағдайда, инерциялық санақ жүйесімен салыстырғанда, дене өзінің қозғалыс не тыныштық күйін өзгертпей сақтайтындығын тұжырымдайтын механиканың негізгі заңдарының бірі. Жекелей алғанда, бұл жағдайда материялық нүкте тыныштық күйде болады не түзу сызық бойымен бірқалыпты қозғалады.

68. Жарық дисперсиясы — заттың сыну көрсеткішінің (n) жарық толқынының жиілігіне (n) не ұзындығына (l) тәуелділігі; жарық толқыны фазалық жылдамдығының жиілікке (n) тәуелділігі. Жарық дисперсиясы нәтижесінде ақ жарық спектрге жіктеледі (қ. Оптикалық спектрлер). Осы спектрді зерттеу арқылы И.Ньютон Жарық дисперсиясын ашты (1672). Спектрдің берілген аймағы үшін мөлдір денелерде жарық толқынының жиілігі (n) артқанда (l кемігенде) сыну көрсеткіші де (n) артады. n мен n-дің (не l-ның) арасында осындай заңдылық байқалатын құбылыс қалыпты Жарық дисперсиясы деп аталады. Аномаль Жарық дисперсиясы кезінде толқын жиілігі n артқанда (l кемігенде) сыну көрсеткіші n кемиді. Оптикалық шыныларда қалыпты Жарық дисперсиясы, ал жарық өткенде жұтылу жолақтары айқын білінетін газдар мен буларда аномаль Жарық дисперсиясы байқалады. Затта жарықтың сынуы жарықтың фазалық жылдамдығының өзгеруі салдарынан болады. Мұндай жағдайда заттың сыну көрсеткіші (n) мына формуладан анықталады: n=c/cф, мұндағы cф — жарықтың берілген ортадағы фазалық жылдамдығы, с — вакуумдағы жарық жылдамдығы. Жарықтың электрмагниттік теориясы бойынша: , мұндағы e — диэлектрлік өтімділік, m — магниттік өтімділік. Призмадан немесе басқа бір мөлдір денеден өткен жіңішке ақ жарық шоғы түрлі түсті спектрге жіктеледі. Жеті түрлі түстен құралған бұл спектрдің ең көбірек бұрылатыны және ең қысқа толқындысы (жиілігі үлкені) — күлгін сәуле, ал ең аз бұрылатыны және ең ұзын толқындысы — қызыл сәуле. Жарықтың классик. теориясы бойынша Жарық дисперсиясы жарық таралған орта атомдарының (не молекулаларының) электрондары мен жарық толқындары туғызған айнымалы электр өрісінің өзара әсерлесуі нәтижесінде пайда болады. Мөлдір денелердегі Жарық дисперсиясы спектрлік приборларды, ахроматикалық линзаларды жасау кезінде қолданылады