Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Реакции синтеза. Условия их осуществления. Управляемый термоядерный синтез




Для получения ядерной энергии можно использовать реакцию синтеза легких ядер. Например, при реакции синтеза ядер дейтерия и трития в ядро гелия выделяется энергия, равная 17,5 МэВ:

 

21Н + 31Н ® 42Не + 10n

 

Простой расчет показывает, что если такой реакции подвергнуть все ядра, содержащиеся в 1 кг дейтерия и трития, то выделится колоссальное количество ядерной энергии, причем эта энергия в несколько раз больше энергии, выделяющейся при делении 1 кг 235U.

Для объединения двух ядер в одно они должны, преодолевая силы кулоновского отталкивания, сблизиться на расстояние порядка 10-13см. После этого дальнейшее движение совершат ядерные силы. Следовательно, сближающиеся ядра должны обладать достаточно большой кинетической энергией для совершения работы против кулоновских сил отталкивания. В этом состоит необходимое условие реакции синтеза. Как показывают расчеты, для осуществления реакции синтеза дейтерия и трития в гелий их ядра должны обладать Екин=0,01 МэВ. Поэтому, в принципе, синтез гелия может осуществляться путем обстрела ядер трития ядрами дейтерия, ускоренными до энергии порядка 0,01 МэВ. Однако практически этот способ оказался неэкономным, так как мала вероятность столкновения частиц ввиду их малого размера.

Реакция синтеза станет эффективной в том случае, если в смеси дейтерия с тритием все ядра будут обладать Екин=0,01 МэВ. Этого можно достигнуть путем нагревания смеси дейтерия и трития до такой температуры, при которой средняя кинетическая энергия теплового движения смеси приблизится к 0,01 МэВ. Используя формулу для кинетической энергии теплового движения частиц Т=0,5кТ можно показать, что такая температура измеряется десятками миллионов оС. В связи с этим эта реакция получила название термоядерная реакция.

При столь высокой температуре термоядерное горючее является плазмой, т.е. газом, состоящим из электронов и ядер, лишенных электронных оболочек. В земных условиях столь высокие температуры создаются только во взрывающейся атомной бомбе. Поэтому пока что освоена термоядерная реакция взрывного типа, которая реализуется в водородной бомбе.

Осуществление управляемой термоядерной реакции встречается с очень большими трудностями. Чтобы создать термоядерный реактор, необходимо обеспечить регулируемый нагрев плазмы до 10млн оС. Кроме того, необходимо полностью устранить соприкосновение плазмы со стенками какого бы то ни было вещественного.

В настоящее время плазму создают с помощью луча лазера и удерживают в определенной области пространства с помощью магнитного поля. Удалось осуществить управляемый термоядерный синтез, длящийся около 2 мин.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 630; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.