Синтез - легкое ядро
Cтраница 3
Ядерная энергия - энергия связи нейтронов и протонов в ядре, освобождающаяся в различных видах при делении тяжелых и синтезе легких ядер; в последнем случае ее называют термоядерной. [31]
Однако сложившиеся к 1928 году представления о ядерных реакциях позволили австрийскому физику Фрицу Хоутерману и английскому астроному Роберту Аткинсону построить теорию синтеза легких ядер ( в основном с учетом водорода), проходящего при очень высоких температурах. Эти реакции называются термоядерными, и, как сейчас предполагают большинство ученых, они действительно происходят в Солнце, обеспечивая выделение столь огромной энергии. По мере того как накапливались данные о реакциях синтеза атомных ядер54, теория Аткинсона - Хоутерма-на подвергалась некоторым изменениям. Если вспомнить раздел третьей главы об энергии связи, то там говорилось, что энергия может выделяться при синтезе любых двух ядер, сумма масс которых не превышает примерно 50 а. Однако не все из этих реакций могут протекать в звездах, поскольку их прохождение зависит от определенных температур, плотности и состава звезды. Солнце в основном состоит из водорода, который постепенно превращается в гелий, и по сравнению с этой основной реакцией все остальные процессы ядерного синтеза, происходящие в Солнце, имеют второстепенное значение. Таким образом, реакция синтеза гелия из водорода является определяющей, и мы можем пренебречь остальными. [32]
 |
Зависимость удельной энергии связи объясняется неполным энергии ядер от массового числа насыщением ядерных сил у легких. [33] |
Характер зависимости удельной энергии связи от массового числа объясняет выделение энергии как при делении тяжелых ядер на осколки, лежащие в середине периодической системы элементов, так и при синтезе легких ядер. Поэтому возможны два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии для практического применения. [34]
Ядерное оружие ( ЯО) - оружие массового поражения взрывного действия, основанное на использовании внутриядерной энергии, выделяющейся при цепных реакциях деления тяжелых ядер некоторых изотопов урана и плутония или при термоядерных реакциях синтеза легких ядер - изотопов водорода ( дейтерия и трития) в более тяжелые, например, ядра изотопов гелия. [35]
Средней энергии теплового движения, равной 0 35 МэВ, соответствует температура порядка 2 - Ю9 К. Однако синтез легких ядер может протекать и при значительно меньших температурах. [36]
Простейшим примером реакций синтеза является слияние ядер дейтерия с образованием гелия или трития. При синтезе легких ядер в более тяжелые ядра выделяется энергии во много раз больше, чем при делении тяжелых ядер. При сжигании 1 кг термоядерного топлива выделяется энергии в миллионы раз больше, чем при сжигании того же количества угля. [37]
ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ, используется на практике для получения ядерной энергии. Термоядерное горючее выделяет энергию в результате синтеза легких ядер. Единств, вид природного делящегося Я. [38]
В отличие от тяжелых ядер, для которых энергетически выгоден процесс деления, легкие ядра устроены таким образом, что энергетически выгодным является процесс их слияния, синтеза, во время которого выделяется термоядерная энергия. Однако гораздо более трудная задача создания контролируемой реакции синтеза легких ядер пока еще не решена. [39]
Рассмотренные выше ядерные реакции с выделением огромных количеств энергии являются реакциями деления тяжелых ядер. Кроме этого, возможно получение ядерной энергии за счет реакции синтеза легких ядер, например синтеза ядра гелия из ядер водорода. Чтобы произошло слияние ядер, необходимо сообщить им достаточную кинетическую энергию для преодоления электрических сил отталкивания. [40]
Человек, который предлагает материализованную идею межпланетного корабля или машину для синтеза легких ядер, и человек, который выполняет детальный чертеж червячного колеса или ступенчатого валика. Но во всех случаях нужны хорошая теоретическая подготовка, воображение и способность предвидения, а главное - безукоризненное знание технологии производства и того нового, что возникает в технологии. Мне представляется, что современный советский инженер прежде всего должен изучить три основные науки: диалектический материализм - основу силы и убежденности; физику - как основу для рассмотрения взаимосвязи всех явлений в природе и математику - как средство, показывающее динамическое состояние физических процессов и дающее им объяснения. [41]
Большая часть наших знаний о плазме получена из исследований газового разряда. В настоящее время интерес к изучению плазмы резко возрос в связи с проблемой энергетического использования термоядерных реакций синтеза легких ядер, а также в связи с использованием плазмы в качестве пара ( рабочего вещества) в МГД-генераторах. Горение ядер дейтерия в результате их синтеза в ос-частицы приводит к выделению большой энергии. [42]
Энергия выделяется, если в результате ядерных превращений образуются ядра, обладающие большой уд. Возможны 2 способа получения Я.э.: в результате цепной ядерной реакции деления тяжелых ядер или при термоядерной реакции синтеза легких ядер. [43]
Такой ход кривой удельной энергии связи дает ключ к пониманию механизма выделения ядерной энергии. Из него, в частности, можно понять, почему существуют только два различных метода выделения ядерной энергии - деление тяжелых ядер и синтез легких ядер из еще более легких. Из общих соображений ясно, что энергия будет выделяться при таких ядерных реакциях, при которых удельная энергия связи продуктов реакции будет превышать удельную энергию связи исходных ядер. Это общее условие может быть выполнено двумя способами: или делением тяжелых ядер на части, лежащие в середине таблицы Менделеева, или синтезом легких ядер, лежащих в начале таблицы, из еще более легких. Подробнее эти вопросы будут рассмотрены в гл. [44]
Физические основы термоядерной энергетики достаточно просты и хорошо изучены. Известно, что для превращения внутриядерной энергии в тепловую в широких масштабах, кроме реакций деления тяжелых ядер, принципиально возможно использование реакций синтеза легких ядер. Известно также, что число реакций, а следовательно, и количество выделяемой энергии в единице объема вещества в единицу времени пропорционально эффективному сечению ( количественной характеристике вероятности) реакции, концентрациям и относительной скорости взаимодействующих ядер. [45]
Страницы: 1 2 3 4