Emporio Armani мужские    часы

Emporio Armani мужские часы

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

Дипломы, работы на заказ, недорого

 Cкачать    курсовую

Cкачать курсовую

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Термоядерный синтез Физические основы ядерного синтеза Токамак Реакторная технология Перспективы термоядерной энергетики Атомные реакторы на быстрых нейтронах ТВЭЛ для РБМК Корпус ядерного реактора

Физические основы ядерного синтеза

Термодинамика ядерного синтеза

То, что ядерные реакции синтеза могут давать высокий энергетический выигрыш понятно не только из астрономических данных. Достаточно взглянуть на график зависимости энергии связи от массового числа, А. График имеет максимум при А~60. Очевидно, что выделением энергии будут сопровождаться реакции синтеза легких ядер и реакции деления тяжелых ядер. Причем характер графика показывает, что синтез может дать немного больший энергетический выход, чем реакция деления.

Простейшее ядро - ядро атома водорода, состоит из одного протона. Энергию, которая заключена в этом ядре, легко подсчитать по формуле Эйнштейна E=mc2 Масса протона mp=1,76*10-27 кг, скорость света с=3*108 м/с. Отсюда получаем Е=1,5*10-10 Дж или 938 МэВ. Это очень большая энергия. При нормальных условиях в одном кубическом метре водорода содержится 5,4* 1025 протонов, так что полная энергия, которую содержит 1 м3 водорода равна 8,1*10 Дж или 2,25* 109 кВт* ч. Это число можно сравнить разве что с выработкой электроэнергии в нашей стране за день. К сожалению, полностью извлечь энергию, содержащуюся в атомных ядрах, можно только одним способом - соединив их с ядрами из антиматерии. При столкновении протона р с антипротоном р происходит их взаимоуничтожение, а выделяемая при этом энергия полностью переходит в энергию у- квантов: р + р ^ у + у. Гамма- кванты можно поглотить в толстом слое вещества и выделившееся тепло использовать для производства электроэнергии. Увы! У нас нет больших количеств антипротонов. Придется пока подождать с практической реализацией данного способа получения энергии. Цепная реакция деления Испускаемые при делении ядер вторичные нейтроны могут вызвать новые акты деления, что делает возможным осуществление цепной реакции деления — ядерной реакции, в которой частицы, вызывающие реакцию, образуются как продукты этой реакции.

Возможно выделение энергии в реакции слияния легких ядер: M (Z1, A1) + M (Z 2, A2) = M (Z, A) + AE / c2. Подобный процесс называется синтезом. Для получения энергии методом ядерного синтеза пригодны любые ядра от водорода до железа. Обычно в реакциях синтеза образуется несколько ядер. В результате освобождается энергия в форме кинетической энергии продуктов синтеза.

Если бы удалось объединить тяжёлые изотопы водорода - тритий и дейтерий - в реакции 2 Н+3Н ^ 24 Не+ 0п, то выделилось бы 17,6 МэВ энергии. Приращение массы покоя частиц, участвующих в реакции АМс2 = -AE, АЕ =17,6 МэВ. Около 80% выделяющейся энергии уносят нейтроны, а остальные - а-частицы с энергией 3,6 МэВ. При равных весовых количествах реагирующих веществ в реакции синтеза дейтерия и трития выделяется в четыре раза больше энергии, чем при делении ядра атома урана.

Трудности осуществления реакции синтеза процесса связаны с тем, что силы электростатического отталкивания между положительно заряженными ядрами препятствуют их сближению. Для сближения изотопов водорода на расстояние r ~10-12 см необходимо затратить энергию ke2 / r ~ 0,15 МэВ, что существенно меньше энергии, получаемой в результате синтеза. Поэтому эта реакция энергетически выгодна, хотя провести ее не просто. В нормальных условиях кинетическая энергия ядер легких атомов слишком мала для того, чтобы, преодолев электростатическое отталкивание, они могли сблизиться и вступить в ядерную реакцию. Однако отталкивание можно преодолеть «грубой» силой, например, сталкивая ядра, обладающие высокой относительной скоростью.

Поэтому, когда образуется среднее или лёгкое ядро при слиянии более лёгких ядер, должна освобождаться энергия, поскольку в новом ядре нуклоны сильнее связаны, чем в исходных ядрах.

Реакции ядерного синтеза В термоядерных реакторах используется энергия, выделяющаяся при слиянии легких атомных ядер

Термоядерные топлива Реакции с участием протонов, играющие основную роль в процессах ядерного синтеза на Солнце и других гомогенных звездах, в земных условиях не представляют практического интереса, поскольку имеют слишком малое сечение.

Оказалось, что последнюю реакцию наиболее легко зажечь в земных условиях (требуется нагреть смесь дейтерия с тритием "всего" до 100 миллионов градусов)


Топливо для реакторов на быстрых нейтронах