Термоядерные реакции.
Термоядерные реакции и управляемый термоядерный синтез
Где Q — выделившаяся энергия. Так, например, в реакции слияния ядер дейтерия и трития выделяется 3,5 МэВ/нуклон (Рис. 1). В целом в этой реакции выделяется 17,6 МэВ. Это одна из наиболее перспективных термоядерных реакций. Термоядерные реакции дают наибольший вклад энергии на единицу массы «горючего», чем любые другие превращения. Например, количество дейтерия в стакане простой воды энергетически… Читать ещё >
Термоядерные реакции. Термоядерные реакции и управляемый термоядерный синтез (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Термоядерные реакции — экзотермические реакции синтеза легких ядер, эффективно протекающие при сверхвысоких температурах (порядка 107 — 109 К), самопродолжающиеся за счет значительного выделения в них энергии.
Высокие температуры в них необходимы для того, чтобы кинетическая энергия теплового движения ядер оказалась достаточной для преодоления кулоновского потенциального барьера ядер, сближения на расстояние порядка действия ядерных сил и последующего возбуждения реакции синтеза, сопровождающегося выделением энергии в виде избыточной кинетической энергии продуктов реакции.
При слиянии легких ядер и образовании нового ядра должно выделяться большое количество энергии. Вплоть до ядер с массовым числом около 60 удельная энергия связи нуклонов растет с увеличением A. Поэтому синтез любого ядра с A < 60 из более лёгких ядер должен сопровождаться выделением энергии. Общая масса продуктов реакции синтеза будет в этом случае меньше массы первоначальных частиц.
Чтобы два ядра вступили в реакцию синтеза, они должны сблизится на расстояние действия ядерных сил порядка 2· 10−15 м, преодолев электрическое отталкивание их положительных зарядов.
Для этого средняя кинетическая энергия теплового движения молекул должна превосходить потенциальную энергию кулоновского взаимодействия. Расчет необходимой для этого температуры T приводит к величине порядка 108 — 109 К. Это чрезвычайно высокая температура. При такой температуре вещество находится в полностью ионизированном состоянии, которое называется плазмой.
Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях, в расчете на один нуклон в несколько раз превышает удельную энергию, выделяющуюся в цепных реакциях деления ядер.
В качестве примера рассмотрим некоторые реакции синтеза:
(Q= 4 МэВ).
(Q= 3,3 МэВ).
(Q=17,6 MэВ).
(Q=22,4 МэВ).
где Q — выделившаяся энергия. Так, например, в реакции слияния ядер дейтерия и трития выделяется 3,5 МэВ/нуклон (Рис. 1). В целом в этой реакции выделяется 17,6 МэВ. Это одна из наиболее перспективных термоядерных реакций. Термоядерные реакции дают наибольший вклад энергии на единицу массы «горючего», чем любые другие превращения. Например, количество дейтерия в стакане простой воды энергетически эквивалентно примерно 60 л бензина. Понятен интерес к осуществлению управляемого термоядерного синтеза (далееУТС).