Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Мы уже отмечали, что ядерный синтез, то есть слияние легких ядер в тяжелее ядро

, сопровождается, как и разделение тяжелых ядер, выделением больших количеств энергии. Поскольку для синтеза ядер необходимы высокие температуры, этот процесс называется термоядерной реакцией.

Средней энергии теплового движения, равен 0,35 МэВ, по формуле Е = kT соответствует температура ~ 2 • 109 K. Однако, синтез легких ядер может протекать и при значительно более низких температурах. Вследствие статистического распределения частиц по скоростям есть некоторое количество ядер, энергия которых значительно превышает среднее значение. Для реализации управляемой термоядерной реакции необходимо создать и поддерживать в некотором объеме температуру ~ 108 К (100 миллионов градусов).

При таких температурах вещество представляет собой полностью ионизированный газ - плазму. На пути осуществления управляемой термоядерной реакции стоят большие трудности. Наряду с необходимостью получения чрезвычайно высоких температур, возникает проблема удержания плазмы в заданном объеме. Прикосновение плазмы к стенкам камеры приведет к охлаждению плазмы. Кроме того, стенка с любого вещества при такой температуре немедленно испарилась.

Для того, чтобы термоядерная реакция протекала с большим выделением энергии, нужно еще иметь необходимую концентрацию ядер дейтерия и трития в единице объема (иначе говоря, необходимую плотность плазмы). Чем выше концентрация ядер атомов, тем меньше времени необходимо, чтобы удерживать плазму, и наоборот. Численно эта зависимость учитывается критерием Лоусона: для каждой термоядерной реакции и температуры плазмы является минимальное необходимое значение произведения концентрации ядер и времени удержания плазмы. Для дейтерий-тритиевой реакции (D + T-реакции) и Т = 108 К критерий Лоусона равна 3 • 1014. Это означает, что при концентрации ядер атомов 3 • 1014 г/см3 время удержания плазмы должен быть не менее 1 с.

Советские ученые предложили удерживать плазму в заданном объеме с помощью магнитного поля. Эта программа создания термоядерного реактора получила название ТОКАМАК (от начальных букв выражения "тороидальных камера с магнитной катушкой"). Схему термоядерного реактора ТОКАМАК приведены на рис. 32.3. Камера представляет собой тор (на рис. Показано в сечении его половина), 1 - плазма, 2 - бланкет (поглотитель нейтронов), 3 - биологическая защита, 4 - обмотка катушки, 5 - обмотка индуктора.

Реактор работает в импульсном режиме. Первые 5-10 с образуется плазма и нагревается до температуры "зажигания". Высокую температуру получают, пропуская через плазму очень сильный электрический ток ~ 106 А. Для этого образуется разряд огромного конденсатора через обмотку индуктора. Энергия, которая образуется в результате термоядерной реакции, воспринимается на 80% нейтронами и на 20% ядрами атомов гелия (?-частицами). Нейтроны свободно выходят из плазмы и попадают в оболочку, которая ее окружает, - бланкет, где поглощаются и отдают свою энергию. Далее с помощью теплоносителя энергия отводится до теплообменника.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии