«Разберём на атомы»: цветной снег, геометрия твэла и бесконечная снежинка Коха
Томск
18.12.20

«Разберём на атомы»: цветной снег, геометрия твэла и бесконечная снежинка Коха

17 декабря математик, атомщик и метеоролог обсудили снег различных форм и расцветок (да-да, он не только белый) на научном ток-шоу «Разберём на атомы». Новогоднее мероприятие в формате онлайн организовал Информационный центр по атомной энергии (ИЦАЭ) Томска.

Сибиряков снегом не удивить, а вот больше половины населения земного шара никогда не видели снега, разве только на фотографиях. Валентина Горбатенко, заведующая кафедрой метеорологии и климатологии Томского государственного университета рассказала слушателям, где и как рождаются снежинки, а также об особенностях людей, проживающих на заснеженных территориях.

«Многие думают, что снежинки – это замёрзшие капли дождя. Это не так. Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам воздуха и замерзают. Затем кристаллы льда падают вниз и растут в результате конденсации на них влаги из воздуха», — пояснила Валентина Горбатенко.

Также зрители узнали, что белый цвет снега – оптическая иллюзия, а сам снег может быть окрашен в розовый, жёлтый, зелёный цвета и даже иметь арбузный вкус благодаря водорослям хламидомонадам.

О том, как геометрия снежинки, или гексагональной призмы, помогает компактно разместить топливные сборки в активной зоне реактора, рассказал Пётр Аксёнов, начальник отдела главного конструктора Машиностроительного завода города Электростали.

«Наша страна была в числе первых, кто принял решение использовать энергию атома в мирных целях. В начале 50-х годов прошлого века не было однозначного понимания, какая нужна конструкция атомного реактора. Поэтому было выбрано несколько направлений, и нашему завозу ПАО «МСЗ» было поручено делать конструкции различного типа. Это наше преимущество, что мы умеем делать разные конструкции. С другой стороны – это отсутствие унификации», — объяснил Пётр Аксёнов. Машиностроительный завод в Электростали – один из крупнейших в мире производителей топлива для атомных электростанций.

«Как технарь, я хочу сказать, что зима – это ещё и хорошее время года для работы любой тепловой установки. Для того чтобы был высокий КПД, надо охлаждать второй контур теплоносителя. Поэтому снег даёт выигрыш при производстве электроэнергии на АЭС», — пояснил спикер.

По мнению эксперта, одним из наиболее перспективных направлений в области обеспечения тепловой и электрической энергией труднодоступных территорий с тяжёлыми погодными условиями является плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС). ПАТЭС не только обеспечивает энерго- и теплоснабжение, но и опресняет воду.

Сколько всё-таки лучиков у снежинки? Шесть или восемь? Ответ дал Михаил Семёнов, к.ф.-м.н., популяризатор математики из Томского политехнического университета.

«Шестикратная симметрия возникает из-за расположения молекул воды в кристаллической решётке льда. Почему тогда не бывает двух одинаковых снежинок? Снежинки замерзают на разной высоте, проделывают уникальный путь до земли, при этом вращаясь и обламывая лучики. Снежинок так много, что повторить одинаковые условия образования и падения в природе невозможно», — рассказал Михаил.

Зрители ток-шоу познакомились с диаграммой японского физика-ядерщика Укихиро Накайа, на которой наглядно показана зависимость формы снежинки от температуры и влажности окружающей среды, а также со снежинкой Коха, примером одного из первых фракталов, исследованных учёными. Эта кривая была придумана как пример непрерывной линии, к которой нельзя провести касательную ни в одной точке.

«Гвоздём программы» стал мастер-класс по вырезанию правильной шестилучевой снежинки от Михаила Семёнова. Благодаря математике и искусству оригами зрители узнали, как вырезать новогоднее украшение.

Подробнее о том, на каких планетах Солнечной системы тоже есть снег, почему у некоторых народов Севера цвет зла – белый и можно ли написать диплом по геометрии снежинок, можно увидеть в записи трансляции на ютуб-канале сети ИЦАЭ: https://www.youtube.com/watch?v=PM3Rieh1woI&t.