Сабақтың тақырыбы: Нейтронның ашылуы. Ядроның моделі. Байланыс энергиясы. Термояролық синтез
жүктеу/скачать 0,59 Mb.
|
5103358478808 ОП9Д Нейтронның ашылу
| І Термоядролық реакциялар
Термоядролық реакциялар деп жеңіл ядролардың ауырлау ядроларға синтезделуінің ядролық реакцияларын айтады. Термоядролық реакциялар шамасындағы өте жоғары температураларда жүреді. Бұл реакциялар кезінде ауыр ядролардың бөлінуі кезіндегіден де көп энергия бөлінеді. Іc жүзінде көптеген себептерге байланысты термоядролық реакцялардың жүруіне қажетті температура 107К шамасын құрайды. Осындай температура Күннің орта бөлігінде болады. Күн заты~ 80% сутегіден және 20% гелийден тұрады және ~ 1% көміртегі, азот және оттегінің үлесіне тиеді. Жеңіл ядролар энергия бөле отырып бірігу мүмкін. Тыныштықтағы уран ядросының массасы, ядро бөлінетін жарықшақтардың тыныштықтағы массалары қосындысынан артық. Жеңіл ядролар үшін жағдай керісінше. Мысалы, гелий ядросының тыныштықтағы массасы гелий ядросының құрамды бөлігі екі ауыр сутегі ядросының тыныштық массаларының қосындысынан аз. Бұл- екі жеңіл ядро біріккенде тыныштық массасы азаяды, ендеше, көп мөлшерде энергия бөліп шығарады деген сөз. Жеңіл ядролардың бірігуіндегі мұндай реакциялар термоядролық реакциялар деп аталадыб себебі олар өте жоғары температурада жүре алады. Термоядролық реакцияалар- бұл жеңіл ядролардың өте жоғары температурада бірігу реакциясы. Ядролардың бірігуі ушін олардың 10 -12см шамасына жақындауы, яғни олардың ядролық күш әсерінің сферасына түсуі қажет. Мұндай жақындауға ядролардың кулондық тебілуі кедергі жасайды, оны тек ядроның жылулық қозғалысының өте зор кинетикалық энергиясының есебінен ғана жеңуге болады. Термоядролық реакцияларда бөлініп шығатын бір нуклонға есептелген энергия, ядролардың тізбекті реакциясы кезінде бөлініп шығатын меншікті энергиядан артып кетеді. Мысалы, ауыр сутегі -дейтерий сутегінің аса ауыр изотопы -тритиймен біріккенде бір нуклонға 3,5 МэВ-қа жуық энергия бөлінеді. Уранның бөлінуі кезінде бір нуклонға шамамен 1 МэВ энергия бөлінеді. Термоядролық реакциялар әлемнің эволюциясында шешуші рөл атқарады. Күн мен жұлдыздардың сәуле шығару энергиясының термоядролық тегі болар. Қазіргі болжамдар бойынша, алғашқы даму кезінде жұлдыздар негізі сутегінен құралған. Жұлдыздардың ішінде температура жоғары болатыны сонша, оның ішінде протондардың бірігуінің реакциясы гелий түзумен қатар жүреді. Бұдан кейін гелий ядроларының бірігу кезінде неғұрлым ауыр элементтерде түзіледі. Осы реакцияалардың бәрі энергия бөліп шығарумен қабаттаса өтеді, ол миллиардтаған жылдарға жулдыздардың жарық шығаруын қамтамассыз етеді. Жерден басқарылатын термоядролық реакцияаны пайдалану мәселесін шешу адамзаттқа іс жүзінде таусылмайтын энергия көзін береді. Бұл бағытта ең перспективті болып есептелетін реакция – дейтрийдің тритиймен бірігуі реакциясы: 12Н + 31Н -> 42He + 01n Бұл реакцияда 17,6 МэВ энергия бөлінеді. Тритий табиғатта жоқ болғандықтан, ол термоядролық реактордың өзінде литийден өндірілуі тиіс. Есептеулер көрсеткендей, экономикалық жағынан тиімді реакция, реакцияға түсіетінзаттарды жүз миллиондаған градус шамасында дейін қыздырғанда ғана заттың үлкен тығыздығында жүре алады. Мұндай температураларды плазмада қуатты электр разрядын туғызу арқылы аламыз. Бұл бағыттағы негізгі қиыншылық – осынлай жоғарғы температурадағы плазманы қондырғының ішінде 0,1-1с бойы ұстап тұру. Бұған ешбір заттан жасалған қабырғалар жарамайды , себебі соншалықты жоғары температурада олар буға айналып кетеді. Жоғарғы температурадағы плазманы шектеген көлемде ұстап тұрудың бірден-бір мүмкін болатын әдісі өте күшті магнит өрістерінің әсерін пайдалану болып табылады. Бірақ әлі күнге дейн бұл мәселені толық шешу плазманның тұрақсыздығынан мүмкін болмай келеді.Бұл тұрақсыздық зарядталған бөлшектердің бір бөлігін магниттік қабырғалардан өтетін диффузияға әкеліп соғады. Басқарылатын термоядрлық реакцияларды жүзеге асыру адамзаттың энергетикалық проблемасын шешуге қабілетті . Жер бетіндегі жағдайларда термоядролық реакцияларды жүзеге асыру энергияны алудың үлкен мүмкіндіктерін тудырады. Мысалы, қарапайым судың бір метіріндегі дейтерийді пайдаланса, термоядролық синтез реакцясында бөлінетін энергия 350л бензин жанғанда бөлінетін энергияға тең болады. жүктеу/скачать 0,59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|