Концепции современного естествознания (стр. 18 )

С 1917 по 1927 гг. Чижевский преподавал в Московском университете курс физических методов в археологии, одновременно с 1922 по 1924 гг. работал консультантом в Биофизическом институте, а с 1925 по 1931 годы состоял в должности старшего научного сотрудника в Лаборатории зоопсихологии Наркомпроса РСФСР. В эти годы Чижевский открыл эффект биологического действия униполярных ионов и построил прибор, генерирующий эти ионы – т. н. «Люстра Чижевского». Синхронистическая методология Чижевского, связывающая социально-политические события с влиянием космических сил, резко противоречила тому вульгарному и догматическому варианту толкований марксизма, который к тому времени утвердился в Советской России, что стало причиной преследований его за инакомыслие. Начиная примерно с 1931 года и почти до конца пятидесятых, Чижевский с некоторыми перерывами подвергался сначала травле и гонениям со стороны невежественных мракобесов сталинской закалки, что очень затрудняло его исследовательскую работу, а впоследствии и прямым репрессиям, в результате чего выдающийся ученый был надолго оторван от большой науки – в 1942 году он был арестован и только в 1958 году смог возвратиться в Москву. Здесь Чижевский возобновил свои исследования в области аэроионизации, создал лабораторию, однако здоровье великого ученого к этому времени было уже основательно подорвано, - в 1962 году он тяжело заболел и через два года умер.

Не получив при жизни должного признания на родине, Чижевский тем не менее, был хорошо известен за границей. Уже в конце 30-х годов его работы по космической и солнечной биологии и исторической гелиохронологии получили широкое международное признание – в 1939 году он был выдвинут группой известных европейских ученых в качестве одного из кандидатов на соискание Нобелевской премии, однако под давлением известных обстоятельств ему пришлось отказаться от участия в конкурсе. В эти же годы в зарубежных научных кругах Чижевский приобрел репутацию «Леонардо да Винчи ХХ века». Его основные труды, в которых излагаются результаты исследований влияния космических сил и солнечной радиации на земную биосферу и социально-исторические процессы, такие, как «Физические факторы исторического процесса», «Земля в объятиях Солнца», «Гелиотараксия», «Земное эхо солнечных бурь» и др., составили основу нового целостно-системного подхода в осмыслении связей Земли с Космосом, расширили представления о среде обитания человечества, включив в это понятие околоземное пространство, Солнечную систему и даже весь космос, посылающий на Землю потоки космических лучей, создающий электромагнитные и гравитационные поля и т. п.

«Колебания жизненных функций человека, животных и растений, - делает выводы Чижевский, - стоят в тесной связи с возмущениями во внешнем космотеллурическом пространстве, и вирулентность бактерий есть функция этих же возмущений». Огромный исторический материал, который Чижевский статистически обобщил и сопоставил с циклической активностью Солнца, позволил сделать ему ещё более радикальные выводы о зависимости индивидуального и социального поведения людей от энергетического воздействия нашего светила (1922 год). «Состояние предрасположения к поведению человеческих масс, - утверждает Чижевский, - есть функция энергетической деятельности Солнца». И далее он формулирует закон возникновения возбужденных состояний в нервной системе человека, которые могут при определенных социальных условиях приводить к резкому росту случаев экзальтированного поведения, - то что у впоследствии получило название пассионарности: «Резкие подъёмы в солнцедеятельности стремятся превратить потенциальную нервную энергию (энергию нервно-психического накопления) в энергию нервно-психического разряда и движения (гиперкинез). В свете вышеизложенного, - заключает исследователь, - Солнце является космическим генератором нервно-психической энергии в её кинетической форме».

Будучи историком, Чижевский знал о трудах своих предшественников, которые на протяжении многих столетий в той или иной форме пытались связать «дела небесные и дела земные». Подчеркивая свою преемственность в изучении влияния Солнца и космоса на земные события и отмечая необходимость поставить эти исследования на научную основу, он писал: «Мысль об особом солнечном влиянии на организм принадлежит не одному мне, а сотням и тысячам тех летописцев и хроникеров, которые записывали необычайные явления на Солнце, глад, моровые поветрия и другие массовые явления на Земле. Но я облек древнюю мысль в форму чисел, таблиц и графиков и показал возможность прогнозирования».

Таким образом, в учении Чижевского развивается интегративная трансдисциплинарная методология познания мира и человека посредством синтеза многих научных дисциплин – биологии, медицины, физиологии, геофизики, астрофизики, метеорологии и др. В его учении, подтвержденном современными методами исследований, доказывается неразрывная связь и зависимость земной жизни (как биологического существования живого вещества, так и социально-исторического развития человечества) от энергетических потоков различной природы, приходящих от Солнца и из дальнего космоса. Это учение тесно соприкасается с современной антропной космологией, и в этом смысле можно отнести к предтечам эволюционной системно-синергетической парадигмы.

Шредингер Эрвин (1887 – 1961) – выдающийся австрийский физик-теоретик, один из создателей квантовой механики (см.). Родился в Вене, учился в Венском университете ( гг.), после окончания которого работал профессором в различных университетах Австрии, Германии, Англии и Ирландии. В последние годы жизни (с 1957 г.) был профессором Венского университета. Широко известен работами во многих областях новой физики – статистической теории термодинамических систем, квантовой механики, теории относительности, нелинейной электродинамике. В годах Шредингер, исходя из представлений Луи де Бройля об универсальности корпускулярно-волнового дуализма в микромире и применив идею гамильтониана, разработал теорию движения микрочастиц в виде т. н. волновой механики, в основе которой лежало его знаменитое уравнение Шредингера (см.) – квантовомеханический аналог уравнений динамики Ньютона, описывающих процессы макромира. В тот же период он доказал эквивалентность своей волновой механики и разработанной В. Гейзенбергом квантовой механики в матричной форме. В 1933 году Шредингеру (совместно с П. Дираком) была присуждена Нобелевская премия за создание волнового варианта квантовой механики.

Сознавая фундаментальный характер квантовомеханических закономерностей в микромире, в частности, принципиально непредсказуемый в детерминистском смысле, чисто вероятностный характер поведения микрообъектов, обоснованный принципом неопределенности, Шредингер пытался обнаружить следы этой неопределенности в феноменах макромира и таким образом установить связь между этими двумя уровнями реальности и философски обосновать неразрывность и единство всех структурных уровней организации природы. Эти размышления нашли выражение в знаменитом мысленном эксперименте, получившем название «Кошка Шредингера» (1935 год), цель которого состояла в логическом доказательстве принципиального существования таких модельных ситуаций, в которых квантовомеханическая неопределенность, внутренне присущая микромиру, транслируется на реальность макроуровня.

Большую известность получила написанная Шредингером в 1944 году книга «Что такое жизнь?», в которой с точки зрения физика рассматривались физические аспекты жизнедеятельности живой клетки и где он как теоретик постарался ответить на вопрос – «как физика и химия смогут объяснить те явления в пространстве и времени, которые происходят внутри живого организма?». Рассмотрев в этой работе возможность описания и интерпретации процессов, свойственных живым системам, с точки зрения статистической термодинамики, Шредингер наметил принципы исследования, которые впоследствии стали основой системно-синергетических методов моделирования явлений самоорганизации и саморазвития живого вещества.

На основе фундаментального понятия энтропии, он показал, что с позиции термодинамики открытых неравновесных систем жизнь можно рассматривать как антиэнтропийный процесс, в результате которого живая клетка создает локальный порядок из окружающего хаоса, используя с одной стороны частично упорядоченное вещество внешней среды, а с другой – создавая дополнительные необходимые ей структуры на основании информации, зафиксированной в виде генетического кода, заложенного в наиболее упорядоченной структуре, созданной природой – в молекуле ДНК. В процессе этой деятельности живого вещества расходуется энергия и повышается общий беспорядок (возрастает энтропия) внешней среды, вследствие чего деятельность живых организмов не нарушает второе начало термодинамики, как это предполагалось некоторыми учеными в конце 19 – начале 20 века. Таким образом, согласно Шредингеру, жизнь не нарушает законов физики, но и не сводится только к ним одним.

Эволюция (лат. развертывание) - последовательный необратимый в больших масштабах времени антиэнтропийный процесс саморазвития какой-либо сложной открытой неравновесной системы, выступающий как среднестатистический результат макроскопического характера всех тех стохастических изменений состояния элементов этой системы, которые происходят на более низком уровне её организации. Эволюция системы проявляется как некоторая цепь элементарных процессов самоорганизации подсистем и последующих бифуркационных переходов к новым состояниям типа «хаос-порядок--хаос-порядок…».

Для антиэнтропийной эволюции открытой диссипативной системы любого типа, приводящей к повышению сложности и увеличению разнообразия её упорядоченных и взаимосвязанных структур, принципиальна роль внешних энергетических и информационных источников, в результате воздействия которых складывается совокупная траектория развития этой системы (креод), тяготеющая к наиболее вероятному в данных условиях аттрактору как финальному макроскопическому паттерну и обусловливающая её структурное своеобразие. Поскольку в сложной неравновесной стохастической системе неизбежны процессы вероятностного характера, ставящие её при достижении предбифуркационного состояния как бы перед проблемой выбора, т. е. неопределенностью выхода на тот или иной аттрактор, то результирующая эволюционная траектория складывается из промежуточных состояний с нарушенной структурной, временной и информационной симметрией, и не допускает описаний детерминистического характера на языке динамических фазовых траекторий.

Такой характер эволюции, непосредственно связанный с нестабильностью и порождаемый ею, позволил И. Пригожину определить диссипативные системы как существенно «хаотические», необратимо создающие в своем саморазвитии новые структуры и организующие новые потоки информации, что и определяет направление стрелы времени от прошлого к будущему. Таким образом, в свете представлений, основанных на теории самоорганизации, категория времени получает со стороны синергетики подтверждение такого толкования, которое было выдвинуто еще в 1907 году в трактате «Творческая эволюция» выдающимся французским философом-экзистенциалистом Анри Бергсоном: «Время – это сотворение нового или вообще ничто», а сама эволюция во всех её проявлениях осознается как антиэнтропийный процесс творческой активности природы, непрерывно порождающей всё новые и новые структуры и разнообразные формы высокоупорядоченной материи.

Другой выдающийся французский мыслитель ХХ века Пьер Тейяр де Шарден, считавший принцип эволюции фундаментальным как для процесса всеобщего развития материи, так и в качестве универсальной методологической установки в познании природы и человека, в своем знаменитом трактате «Феномен человека» писал: «Что такое эволюция – теория, система, гипотеза?… Нет, нечто гораздо большее, чем всё это: она – основное условие, которому должны отныне подчиняться и удовлетворять все теории, гипотезы, системы, если они хотят быть разумными и истинными. Свет, озаряющий все факты, кривая, в которой должны сомкнуться все линии, - вот что такое эволюция. <…> Эволюция не просто включает мысль в качестве аномалии или эпифеномена, а легко отождествляется с развитием, порождающим мысль, и сводится к нему, так что движение нашей души выражает сам прогресс эволюции и служит его мерилом. Человек, по удачному выражению Джулиана Хаксли, открывает, что он сам не что иное, как эволюция, осознавшая самоё себя».

В процессе биологической эволюции обычно выделяют четыре основных стадии самоорганизации материи от неживых вполне элементарных молекулярных форм до появления многочисленных видов живых организмов: 1) образование первичного бульона, 2) образование белково-нуклеотидных комплексов, способных к авторепродукции, 3) образование единого кода в результате отбора, т. е. возникновение биологической информации, 4) образование различных видов организмов на основе единого генетического кода. Некоторые детали этого процесса получили экспериментальное подтверждение, однако большинство стадий, в результате которых возможно возникновение структур, соответствующих понятию информационного кода, задающего дальнейший процесс синтеза сложных асимметричных структур, способных к самоусложнению и накоплению предыдущей информации, рассматриваются пока только как вероятные гипотезы, не нарушающие известные фундаментальные законы природы.

Экология (от греч. ойкос, латинизированное экос – дом, жилище, обиталище) -- наука об отношениях, взаимодействиях и системных связях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой обитания. Объектом экологии могут быть популяции особей, виды организмов, отдельные экосистемы и биосфера как целое. Термин экология предложил еще в 1866 году известный немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель для обозначения общей науки об отношениях живых организмов с окружающей средой. Но как целостная, системная наука, имеющая свои объекты, методы исследования, концептуальный аппарат, экология сложилась к 40-м годам 20-го века. В рамках современной экологии существует несколько основных направлений, имеющих свои фундаментальные основания и исследовательские приоритеты. Есть направление, рассматривающее экологию как биологию экосистем, существует подход, делающий упор на изучение структурных особенностей экосистем, - т. н. биогеоценология, где центральным понятием является биогеоценоз, т. е. конкретная совокупность взаимосвязанных организмов и абиотических компонентов, сосуществующих на определенной территории.

Развивается и функциональный подход, главным предметом исследований которого являются процессы трансформации вещества и энергии в экосистемах. Не менее важным считается направление, рассматривающее экологию как науку о процессах и взаимодействиях, определяющих распространение и обилие живых организмов, - т. е. популяционная экология. Таким образом, экология представляет собой систему знаний, получаемых при помощи различных подходов и методов естествознания. Она описывает сложные и многообразные экологические явления с разных сторон и, как истинно системная наука, создает целостную картину живой природы на основе общенаучного принципа дополнительности.

Эйнштейн Альберт (1879 – 1955) – выдающийся физик-теоретик, создатель теории относительности и квантовой теории света, один из величайших представителей мировой науки, заложивший основы неклассической физики ХХ века. Альберт Эйнштейн родился в г. Ульме (Германия), в 1893 году семья Эйнштейнов переехала в Швейцарию, где в 1900 году Альберт окончил Цюрихский политехникум. С 1902 по 1908 гг. Эйнштейну пришлось работать служащим в патентном бюро в Берне, но в 1909 году он становится профессором Цюрихского политехникума, где работает до 1911 года. В течение гг. Эйнштейн состоит профессором Берлинского университета и одновременно занимает должность директора Института физики им. Кайзера Вильгельма, но после прихода к власти фашистов вынужден эмигрировать в США, где с 1933 года и до конца своей жизни он проработал в Принстоне в институте перспективных исследований.

В 1905 году Эйнштейн, тогда еще сотрудник бернского патентного бюро, опубликовал статью «К электродинамике движущихся тел», в которой изложил основы специальной теории относительности (СТО), описывающей законы движения объектов с релятивистскими скоростями. Эта теория базируется на двух постулатах, один из которых является обобщением механического принципа относительности Галилея и состоит в том, что в любых инерциальных системах отсчета все без исключения физические процессы протекают одинаково, а другой постулат обобщает опыты Майкельсона-Морли, установившие независимость скорости света в вакууме от направления движения источника. Этот постулат утверждает абсолютный характер скорости света как предельной величины при движении материальных объектов и отвергает представления Ньютона об абсолютном характере пространства и времени и независимости их от материи. Это не значит, что СТО полностью отвергает ньютоновскую модель, - просто она ограничивает область применимости классической теории движения дорелятивистскими скоростями, т. е. фальсифицирует классическую механику, подтверждая тем самым, согласно К. Попперу, её научный характер.

В том же 1905 году Эйнштейн получил свое знаменитое соотношение между массой и энергией, которое лежит в основе расчетов энергетического баланса ядерных и термоядерных реакций, объясняет природу т. н. дефекта массы, служит мерой взаимодействия частиц и античастиц. Используя квантовую гипотезу Планка, в этом же году Эйнштейн развил корпускулярную теорию света, объяснил фотоэффект, явление фотоионизации и ввел понятие кванта электромагнитного излучения – фотона, а также фундаментальную для процессов микромира категорию корпускулярно-волнового дуализма (Нобелевская премия за 1922 год). Развивая далее квантовые представления, Эйнштейн разработал теорию теплоемкости твердого год) и теорию фотохимических процессов (1912 год), установив очень важный (в частности, для теории фотосинтеза) закон – каждый поглощенный фотон вызывает одну элементарную фотохимическую реакцию. В области статистической физики Эйнштейн известен своей теорией броуновского движения, разработка которой также пришлась на 1905 год. В 1917 году он теоретически обосновал и предсказал явление индуцированного излучения, лежащее в основе работы квантовых генераторов, однако этот результат, полученный за 40 лет до открытия лазера и мазера, не был в то время адекватно понят и по достоинству оценен.

В 1916 году Эйнштейн создал релятивистскую теорию гравитации – получившую название общей теории относительности (ОТО), в которой он обобщил СТО на неинерциальные системы. В основе этого подхода к проблеме тяготения лежит принцип эквивалентности гравитационной и инертной масс физических тел и принцип относительности, а феномен сил тяготения трактуется как «искривление пространства», возникающее в результате влияния масс вещества. Уравнения ОТО описывают изменение геометрических свойств пространства-времени (пространственно-временную метрику) в зависимости от взаимного расположения тяготеющих масс, что не только эквивалентно ньютоновской интерпретации, в которой массивные тела создают ту или иную конфигурацию силовых полей тяготения, описываемых законом всемирного тяготения, но и выявляют более тонкие эффекты, не учитываемые в ньютоновской модели. Таковыми являются: а) искривление светового луча в поле тяготения, б) смещение перигелия орбиты планеты Меркурий под воздействием гравитации Солнца и в) т. н. гравитационное красное смещение. Все три эффекта в настоящее время проверены экспериментально и количественно с достаточной точностью соответствуют предсказаниям ОТО.

Из уравнений ОТО, отображающих фундаментальные свойства Вселенной, вытекают три решения – стационарное, которое получил сам Эйнштейн и которое не находило должного обоснования, и два нестационарных, которые в 1922 году нашел русский ученый (1888 – 1925), доказавший тем самым возможность нестационарного характера Вселенной. Именно эти два решения лежат в основе теории эволюции Вселенной (модель Большого взрыва), и одно из них, описывающее расширение космического пространства (разбегание галактик), получило экспериментальное подтверждение и оформлено в т. н. законе Хаббла. Общая теория относительности обусловила бурное развитие космологии как самостоятельной научной дисциплины и, несмотря на целый ряд появившихся к концу ХХ века альтернативных теорий гравитации, подвергающих её критике, по-прежнему лежит в основе современной космологической парадигмы.

Начиная с 1933 года и до конца жизни, Эйнштейн в основном занимается вопросами космологии, ставит ряд важных философских и эпистемологических проблем в области квантовой теории процессов микромира (дискуссия с представителями Копенгагенской школы Н. Бора) и пытается создать единую теорию поля, однако все его попытки объединить в одной модели фундаментальные взаимодействия к успеху не привели.

После Ньютона, который заложил основы современного естествознания и начал классический этап развития науки, впоследствии названный его именем, Эйнштейн выступает равновеликой фигурой, завершившей своей специальной теорией относительности и квантовой теорией света эру дорелятивистской классической науки и открывшей, наряду с другими основателями квантовой механики, новый неклассический период развития естествознания. В честь Альберта Эйнштейна назван 99-й искусственный трансурановый химический элемент – «эйнштейний».

В вопросах методологии познания Эйнштейн занимал двойственную позицию. С одной стороны он, подобно философам - Канту, Джеймсу, Маху и др., а также физикам и математикам - Пуанкаре, Планку, Больцману, Вигнеру и др., считал, что между реальностью природных явлений и понятиями научных теорий соответствие весьма условно, и они необходимы для упорядочения результатов эмпирической деятельности, - «физические понятия – суть свободные творения человеческого разума, а не определены однозначно внешним миром, как это иногда может показаться». Сравнивая естествоиспытателя, рисующего картину мира, с человеком, желающим понять принцип устройства закрытых часов, Эйнштейн в книге «Эволюция физики», написанной в соавторстве с известным польским физиком Леопольдом Инфельдом (1, указывал на то, что ученый «никогда не может быть уверен в том, что его картина единственная, которая могла бы объяснить его наблюдения. Он никогда не будет в состоянии сравнить свою картину с реальным механизмом и даже не сможет представить себе возможность и смысл такого сравнения». С другой стороны, Эйнштейн всё же верил в огромные возможности научного познания мира, и особенно, в мощь методов математического моделирования.

В книге «Мир, каким я вижу его» он утверждал, что: «Весь предшествующий опыт убеждает нас в том, что природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов. Я убежден, что посредством чисто математических конструкций мы можем найти те понятия и закономерные связи между ними, которые дадут нам ключ к пониманию явлений природы. Конечно, опыт остается единственным критерием пригодности математических конструкций физики, но настоящее творческое начало присуще именно математике». Создатель теории относительности верил в то, что наука со временем сможет перейти от вопросов "как?" к вопросам "почему?". «Мы хотим, - писал он, - не только знать, как устроена природа (и как происходят природные явления), но и, по возможности, достичь цели, может быть утопической и дерзкой на вид, – узнать, почему природа является именно такой, а не другой».

Электрон – стабильная элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом, равным условной единице или в системе СИ: 1,6*10-19 Кулона, с массой 1 э. м., или в системе СИ: 9,11*10-31 кг, имеющая спин ½. (фермион) и относящаяся к классу лептонов. Его античастица позитрон обладает теми же свойствами, за исключением положительного заряда. Электрон – один из основных структурных элементов вещества, - конфигурация электронных оболочек атомов определяет оптические, электрические, магнитные и химические и биохимические свойства атомов и молекул. По образному выражению выдающегося английского логика и философа Бертрана Рассела, в конфигурациях электронных оболочек заложен алгоритм развития всей природы. Такие свойства физических тел, как электропроводность, полупроводимость, сверхпроводимость, теплопроводность и т. д. связаны со свойствами электронов и их поведением в веществах различной природы.

Электрон как некоторый «атом электричества» был предсказан еще в 80-х годах 19 века Г. Гельмгольцем и Дж. Стоуни (последний ввел термин «электрон» и рассчитал величину его заряда, - 1874 г.) на основе закономерностей протекания процесса электролиза, но как частица экспериментально был открыт в 1897 году английским физиком Дж. Дж. Томсоном. На примере электрона отчетливо проявляются эффекты корпускулярно-волнового дуализма, что позволило создать электронный микроскоп – мощнейший инструмент, незаменимый в исследовании внутриклеточных структур, поверхностей сплавов, кристаллов и т. п. мельчайших объектов. Будучи ускоренным до субсветовых скоростей, электрон стал «зондом» для непосредственного исследования сложной внутренней структуры протонов и нейтронов, что привело к экспериментальному доказательству существования «самых элементарных» частиц – кварков (см.).

«Ядерная зима» - разработанный методами компьютерного математического моделирования сценарий экологической катастрофы, которая может произойти в результате крупномасштабной атомной войны, когда из-за многочисленных пожаров и задымления атмосферы может установиться т. н. «ядерная ночь», поскольку солнечные лучи не смогут проникнуть к поверхности земли и доставить необходимое количество света и тепла. Как следствие этого произойдет глобальное похолодание – «ядерная зима», причем, согласно расчетам, такое, что положительные значения температуры сохранятся только на некоторых островах Тихого океана. Согласно данной модели, также следует, что бифуркация такого рода необратимо выводит земную биосферу на другие траектории эволюции, и возврат в исходное состояние невозможен даже через длительное время.

Гипотеза «ядерной зимы» впервые была высказана в 1983 году американским астрономом К. Саганом, и вскоре после этого возможность такого исхода получила подтверждение в модельных экспериментах методами компьютерной имитации, проведенных различными группами экологов и математиков, в частности, группой известного отечественного математика . На основании анализа устойчивости биосферы как самоорганизующейся системы, реагирующей на действие техногенных факторов, он выдвинул т. н. принцип экологического императива т. е. утверждения, что существует некоторое определенное множество свойств и параметров биосферы Земли (системных параметров порядка), значительное изменение которых в результате человеческой деятельности совершенно недопустимо, поскольку несовместимо с биологическими особенностями человека как вида. Биосферу планеты никаким искусственным вмешательством полностью уничтожить нельзя, но можно при неблагоприятном исходе изменить её так, что в сложившемся новом варианте (стационарном состоянии) не останется экологической ниши для современного человека.

Ядерный реактор – устройство, в котором осуществляется управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов. При делении ядер (см.) образуются новые ядра, более легкие, преимущественно радиоактивные, испускаются нейтроны, гамма-фотоны и бета-частицы, а также выделяется большое количество энергии в виде кинетической энергии осколков деления. Природными делящимися элементами являются уран и торий (изотопы уран-235, уран-238 и торий-232), из которых в процессе ядерных реакций образуются искусственные радиоактивные изотопы, такие как уран-233 и плутоний-239; 240; 241, которые используются также и в военных целях (т. н. оружейный плутоний).

Всё делящееся вещество помещается в т. н. активной зоне в разнообразном виде и конфигурации, в зависимости от типа реактора, где происходит выделение тепловой энергии ядерной реакции. Скорость протекания реакции может регулироваться. Первичное тепло переносится теплоносителем первичного замкнутого контура в парогенератор, в котором рабочее тело вторичного контура (вода) получает необходимую тепловую энергию для производства пара под высоким давлением, приводящего в движение турбины электрогенераторов. Такая двухступенчатая система необходима для предотвращения попадания высокорадиоактивных продуктов реакции (осколков деления) во внешнюю среду.

Ядерный реактор – это колоссальное сооружение; например, в активной зоне реактора одного энергетического блока Чернобыльской АЭС использовалось в виде тепловыделяющих элементов (твэлов) 198 тонн уранового топлива (уран-238), обогащенного на 2,5% изотопом уран-235. Крупные аварии ядерных реакторов представляют серьезную экологическую опасность, поскольку в процессе выгорания ядерного топлива в активной зоне накапливается огромное количество (около двухсот) радиоактивных осколков деления (изотопов различных химических элементов), среди которых долгоживущие стронций-90 (период полураспада 28 лет) и цезий-137 (период полураспада 32 года) легко включаются в биологический цикл, будучи химическими аналогами жизненно важных элементов – стронций аналог кальция (двухвалентные) и цезий аналог калия и натрия (одновалентные). (См. доза радиации).

Особенно опасен стронций-90, т. к. надолго поглощается костной тканью и, кроме того, дает в процессе бета-распада радиоактивный дочерний продукт – иттрий-90, тем самым создавая большую длительную дозу внутреннего облучения. Не менее значительные экологические проблемы возникают и в процессе утилизации и захоронения отработанного ядерного топлива, что делает атомную энергетику мишенью для критики экологических организаций. Тем не менее, в перспективе возможного энергетического голода, который будет возрастать по мере истощения запасов ископаемого органического топлива, технически реальной, полностью экологически приемлемой и экономически рентабельной альтернативы атомной энергетике пока нет.

Первый ядерный реактор был запущен в декабре 1942 года в США под руководством выдающегося итальянского физика Э. Ферми. С тех пор во всем мире действуют сотни исследовательских и энергетических реакторов, а доля АЭС в суммарном производстве электроэнергии в некоторых развитых странах Запада достигает от 20 до 70%. Несмотря на негативное изменение общественного мнения по отношению к атомной энергетике, произошедшее под влиянием чернобыльской аварии, в ряде развивающихся стран приняты программы, предусматривающие строительство новых крупных АЭС.