Презентация по физика
По темата за:
Термоядрена реакция
900igr.net
много висока температура,
придружен от изпускане
енергия, наречена термоядрена
реакция. За сливането е необходимо това
сърцевина разстояние
беше приблизително равен на 0.000 000 000
001 см. Това обаче се предотвратява
Кулонови сили. Те могат да бъдат
преодоляват, ако ядрата имат голям
кинетична енергия. Особено големи
от практическо значение е, че когато
термоядрена реакция за всеки нуклон
отделя се много повече енергия от
по време на ядрена реакция, например по време на
синтез на хелиеви ядра от водородни ядра
се отделя енергия, равна на 6 MeV, а при
делене на ураново ядро на един нуклон
представлява »0,9 MeV.
Термоядрени реакции на Слънцето
Проблем с използванетотермоядрена енергия по право
разглеждан проблем №1
съвременна наука. Нейното решение
ще ви позволи да се отървете от него завинаги
човечеството от заплахата
енергиен глад. В крайна сметка моретата и
океаните съдържат огромни запаси
онези много леки ядра, които
необходими за термоядрените
реакции. Колко огромен и
"неизчерпаем" източник на енергия
човекът има! Сила
служи тази енергия на хората – какво
Лев Андреевич Арцимович (12 (25) февруари 1909 г., Москва 1 март 1973 г., Москва) - изключителен съветски физик, академик на Академията на науките на СССР (1953 г.), Герой на социализма
Лев Андреевич Арцимович (12 (25) февруари 1909 г.Москва 1 март 1973 г., Москва) - изключителен
Съветски физик, академик на Академията на науките на СССР (1953), Герой
Социалистически труд (1969 г
).Под ръководството на Арцимович
за първи път в света в лаборатория
изпълнени условия
термоядрена реакция.
Действието на термоядрените оръжия се състои в използването на термоядрена реакция
Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Презентацията на тема „Термоядрена реакция“ може да бъде изтеглена абсолютно безплатно на нашия уебсайт. Предмет на проекта: Физика. Цветните слайдове и илюстрации ще ви помогнат да ангажирате вашите съученици или публика. За да видите съдържанието, използвайте плейъра или ако искате да изтеглите отчета, щракнете върху съответния текст под плейъра. Презентацията съдържа 18 слайд(а).
Презентационни слайдове
Слайд 1
Слайд 2
Термоядрената реакция е реакция на сливане на леки ядра при много висока температура, придружена от освобождаване на енергия
Енергийно много полезен!!!
Слайд 3
Синтез на 4 g хелий
Изгаряне на 2 вагона въглища
Сравнение на термоядрената енергия и тази, отделена при реакция на горене
Слайд 4
Условия за термоядрена реакция
За да възникне реакция на синтез, първоначалните ядра трябва да попаднат в сферата на действие на ядрените сили (да се приближат на разстояние от 10-14 m), преодолявайки силата на електростатичното отблъскване. Това е възможно при висока кинетична енергия на ядрата. За това веществото трябва да има температура от 107 K. Следователно реакцията се нарича „термоядрена“ (от латински therme-топлина).
Слайд 5
Неконтролирани термоядрени реакции
От милиарди години на Слънцето протича неконтролиран термоядрен синтез. Според една хипотеза 4 водородни ядра се сливат в ядро на хелий в дълбините на Слънцето. В този случай се отделя колосално количество енергия 2. Водородна бомба.
Снимка на експлозията на първата френска термоядрена бомба Канопус, която е тествана на 24 август 1968 г. във Френска Полинезия.
Слайд 6
Най-мощната тествана бомба е водородна бомба с мощност 57 мегатона (57 милиона тона тротилов еквивалент), създадена в СССР. Сред разработчиците бяха Сахаров, Харитонов и Адамски. Сутринта на 30 октомври 1961 г. в 11:32 бомба, пусната от височина 10 км, достига височина 4000 метра над Нова Земля (СССР) и е взривена. Мястото на експлозията приличаше на ад - земята беше покрита с дебел слой пепел от изгорели скали. В радиус от 50 километра от епицентъра всичко гореше, въпреки че преди експлозията имаше сняг с човешки ръст, на 400 километра в изоставено село бяха разрушени дървени къщи. Мощността на експлозията беше 10 пъти по-голяма от общата мощност на всички експлозиви, използвани през Втората световна война.
Слайд 7
Механизмът на действие на водородна бомба.
Последователността на процесите, протичащи по време на експлозията на водородна бомба, може да бъде представена по следния начин. Първо, зарядът на инициатора на термоядрената реакция (малка атомна бомба), разположен вътре в черупката, експлодира, което води до неутронна светкавица и създава висока температура, необходима за започване на термоядрен синтез. Неутроните бомбардират вложка, направена от съединение деутерий-литий-6. Литий-6 се разделя на хелий и тритий под въздействието на неутрони. След това започва термоядрена реакция в смес от деутерий и тритий, температурата вътре в бомбата бързо се повишава, включвайки все повече и повече водород в синтеза.
Слайд 8
Водородна бомба за стратегическата авиация
Първата водородна бомба, овладяна от масово производство и приета от стратегическата авиация. Завършване на разработката - 1962 г
Музей на RFNC-VNIITF, Снежинск.
Слайд 9
Предимства на контролираната термоядрена реакция
Идеята за създаване на термоядреен реактор възниква през 50-те години на миналия век. Понастоящем (2010 г.) контролираният термоядрен синтез все още не е реализиран. Термоядрената енергия, която използва абсолютно нерадиоактивен деутерий и радиоактивен тритий, но в обеми хиляди пъти по-малки от ядрената енергия, ще бъде по-екологична. И при евентуални извънредни ситуации радиоактивният фон в близост до термоядрената централа няма да надвишава естествените показатели. В същото време на единица тегло термоядрено гориво се получава приблизително 10 милиона пъти повече енергия, отколкото при изгарянето на органично гориво и приблизително 100 пъти повече, отколкото при деленето на уранови ядра. Този източник е практически неизчерпаем, той се основава на сблъсъка на водородни ядра, а водородът е най-често срещаното вещество във Вселената.
С този проблем в СССР се занимава И.В. Курчатов, А.Д. Сахаров, И.Е. Тамм, Л.А. Арцимович, Е.П. Велихов
Слайд 10
Основни насоки на изследване на КТС
Основният проблем е задържането на газа при температура от 107 K (плазма) в затворено пространство. В момента доста интензивно се финансират две основни схеми за осъществяване на контролиран термоядрен синтез. 1. Квазистационарни системи, в които плазмата е ограничена от магнитно поле при относително ниско налягане и висока температура. 2. Импулсни системи. В такива системи CTS се извършва чрез кратко нагряване на малки цели, съдържащи деутерий и тритий, с ултрамощни лазерни или йонни импулси. Такова облъчване предизвиква поредица от термоядрени микроексплозии.
Слайд 11
ТОКАМАК е тороидална вакуумна камера за задържане на магнитна плазма. Плазмата се задържа от магнитно поле, вътре в което виси плазменият „корд“, без да докосва стените на камерата – „поничката“. Първоначално разработен в Института по атомна енергия на името на. Курчатов за изследване на проблема с контролирания термоядрен синтез. Бобините са навити около камерата, за да създадат магнитно поле. Въздухът първо се изпомпва от вакуумната камера и след това се пълни със смес от деутерий и тритий. След това с помощта на индуктор в камерата се създава вихрово електрическо поле.
Квазистационарни системи
Индукторът е първичната намотка на голям трансформатор, в който камерата ТОКАМАК е вторичната намотка. Вихровото електрическо поле предизвиква протичане на ток в плазмата и нейното нагряване.
Слайд 12
Проблеми на контролирания термоядрен синтез в ТОКАМАК
Увеличаването на налягането в плазмата предизвиква процеси в нея, които влияят негативно върху стабилността на това състояние на материята. В него възникват смущения от типа „шия” или „змия”, което води до изхвърляне на плазма върху стените на камерата. Те се разрушават и плазмата се охлажда. Магнитното поле трябва да предотвратява движението на плазмата през силовите линии. Досега TOKAMAK, чието магнитно поле се създава с помощта на свръхпроводящи електромагнити, изисква повече енергия, за да задържи плазмения пакет, отколкото се освобождава поради сливането на ядра.
Досега е възможно да се получи плътност на плазмата от 1014 частици на cm3 за време от 1 s, което все още не позволява стартиране на самоподдържаща се термоядрена реакция. Продуктът от плътността на плазмата и времето за задържане трябва да бъде 20 пъти по-голям от постигнатото в момента.
За промишлена употреба реакциите на синтез трябва да протичат непрекъснато за дълъг период от време. За да се постигне реакцията в необходимия мащаб, е необходимо да се увеличи налягането в плазмата.
Слайд 13
В такива системи CTS се извършва чрез краткотрайна компресия и ултра-бързо нагряване на малки мишени, съдържащи деутерий и тритий, с помощта на ултра-мощни многоканални лазери или йонни импулси. Такова облъчване предизвиква термоядрена реакция в центъра на целта.
Импулсни системи
Мишената за CTS се състои от куха обвивка (1), слой от твърда замръзнала дизелова смес (2) и дизелов горивен газ с ниска плътност в центъра на мишената (3).
Основната идея е да се реализира целеви режим на компресия, при който само централната му част се довежда до температурата на запалване, докато основната част от горивото остава студено. След това горивната вълна се разпространява към повърхностните слоеве на горивото.
Слайд 14
Ливърморската национална лаборатория в Калифорния е най-мощният лазерен комплекс в света.
192 мощни лазера, които ще бъдат насочени едновременно към милиметрова сферична цел (около 150 микрограма смес от деутерий и тритий). В резултат на това температурата на мишената ще достигне 100 милиона градуса, а налягането вътре в топката ще бъде 100 милиарда пъти по-високо от налягането на земната атмосфера. Тоест условията в центъра на целта ще бъдат сравними с условията вътре в Слънцето. Импулсната термоядрена инсталация е подобна на двигател с вътрешно горене, в който възникват експлозии на гориво, което периодично се подава в работната камера. Трудностите на CTS се крият в проблема с незабавното и равномерно нагряване на сместа. Изчисленията показват, че ако се достигне плътност 1000 пъти по-висока от тази на твърдия водород, тогава един милион джаула ще бъде достатъчен, за да запали термоядрена реакция. Но досега в експериментални инсталации плътността се увеличава само 30-40 пъти. Основната пречка е недостатъчната равномерност на осветяването на целта.
Слайд 15
Термоядреният реактор ще консумира много малки количества литий и деутерий. Например, реактор с електрическа мощност от 1 GW ще изгаря около 100 kg деутерий и 300 kg литий годишно. Ако приемем, че всички термоядрени централи ще произвеждат 5·1020 J годишно, т.е. половината от бъдещите нужди от електроенергия, тогава общото годишно потребление на деутерий и литий ще бъде само 1500 и 4500 тона. При такава консумация съдържащият се във водата деутерий (0,015%) е достатъчен, за да снабди човечеството с енергия за много милиони години.
Термоядреният синтез е надеждата на съвременната енергетика
Слайд 16
Международен експериментален термоядрен реактор ITER
Проблемът с контролирания термоядрен синтез е толкова сложен, че нито една държава не може да се справи сама с него. Ето защо световната общност избра най-оптималния път - създаването на международния проект за термоядрен експериментален реактор - ITER, в който днес участват освен Русия, САЩ, Европейският съюз, Япония,
Китай и Южна Корея. Термоядреният реактор ще бъде построен в Кадараш (Франция) и ще бъде пуснат в експлоатация около 2016 г. Именно ТОКАМАК трябва да стане основата на първия в света експериментален термоядрен реактор.
Слайд 17
Гориво от Луната (хелий-3)
Тази реакция изисква по-високи температури, но е екологична, тъй като не освобождава проникващи неутрони, както при други ядрени реакции, а заредени протони, които са лесни за улавяне без риск структурните материали да станат радиоактивни. Срокът на експлоатация на реактора се увеличава значително, дизайнът се опростява и надеждността се увеличава. Тъй като протоните носят електрически заряд, става възможно директното преобразуване на термоядрената енергия в електрическа енергия,
заобикаляне на загубите поради термично преобразуване. На Земята има само 4 хиляди тона хелий-3. За доставка на Русия са необходими около 20 тона хелий-3 годишно, съвременната световна икономика ще изисква около 200 тона хелий-3 годишно. Запасите му в почвата на Луната са около 1 млн. т. Добивът на хелий-3 вече е по силите на космическите ведомства.
Слайд 2
Термоядрената реакция е реакция на синтез на леки ядра при много висока температура, придружена от освобождаване на енергия
Енергийно много полезен!!!
Слайд 3
Сравнение на термоядрената енергия и тази, отделена при реакция на горене
Синтез на 4 g хелий Изгаряне на 2 вагона въглища
Слайд 4
Условия за термоядрена реакция
За да възникне реакция на синтез, първоначалните ядра трябва да попаднат в сферата на действие на ядрените сили (да се приближат на разстояние от 10-14 m), преодолявайки силата на електростатичното отблъскване. Това е възможно при висока кинетична енергия на ядрата. За това веществото трябва да има температура от 107 K. Следователно реакцията се нарича „термоядрена“ (от латински therme-топлина).
Слайд 5
Неконтролирани термоядрени реакции
От милиарди години на Слънцето протича неконтролиран термоядрен синтез. Според една хипотеза 4 водородни ядра се сливат в ядро на хелий в дълбините на Слънцето. Това освобождава колосално количество енергия 2. Водородна бомба. Снимка на експлозията на първата френска термоядрена бомба Канопус, която е тествана на 24 август 1968 г. във Френска Полинезия.
Слайд 6
Най-мощната тествана бомба е водородна бомба с мощност 57 мегатона (57 милиона тона тротилов еквивалент), създадена в СССР. Сред разработчиците бяха Сахаров, Харитонов и Адамски. Сутринта на 30 октомври 1961 г. в 11:32 бомба, пусната от височина 10 км, достига височина 4000 метра над Нова Земля (СССР) и е взривена. Мястото на експлозията приличаше на ад - земята беше покрита с дебел слой пепел от изгорели скали. В радиус от 50 километра от епицентъра всичко гореше, въпреки че преди експлозията имаше сняг с човешки ръст, на 400 километра в изоставено село бяха разрушени дървени къщи. Мощността на експлозията беше 10 пъти по-голяма от общата мощност на всички експлозиви, използвани през Втората световна война.
Слайд 7
Механизмът на действие на водородна бомба.
Последователността на процесите, протичащи по време на експлозията на водородна бомба, може да бъде представена по следния начин. Първо, зарядът на инициатора на термоядрената реакция (малка атомна бомба), разположен вътре в черупката, експлодира, което води до неутронна светкавица и създава висока температура, необходима за започване на термоядрен синтез. Неутроните бомбардират вложка, направена от съединение деутерий-литий-6. Литий-6 се разделя на хелий и тритий под въздействието на неутрони. След това започва термоядрена реакция в смес от деутерий и тритий, температурата вътре в бомбата бързо се повишава, включвайки все повече и повече водород в синтеза.
Слайд 8
Водородна бомба за стратегическата авиация
Първата водородна бомба, овладяна от масово производство и приета от стратегическата авиация. Завършване на разработката - 1962 г. Музей на RFNC-VNIITF, Снежинск.
Слайд 9
Предимства на контролирана термоядрена реакция Идеята за създаване на термоядреен реактор възниква през 50-те години на миналия век. Понастоящем (2010 г.) контролираният термоядрен синтез все още не е реализиран. Термоядрената енергия, която използва абсолютно нерадиоактивен деутерий и радиоактивен тритий, но в обеми хиляди пъти по-малки от ядрената енергия, ще бъде по-екологична. И при евентуални извънредни ситуации радиоактивният фон в близост до термоядрената централа няма да надвишава естествените показатели. В същото време на единица тегло термоядрено гориво се получава приблизително 10 милиона пъти повече енергия, отколкото при изгарянето на органично гориво и приблизително 100 пъти повече, отколкото при деленето на уранови ядра. Този източник е практически неизчерпаем, той се основава на сблъсъка на водородни ядра, а водородът е най-често срещаното вещество във Вселената. С този проблем в СССР се занимава И.В. Курчатов, А.Д. Сахаров, И.Е. Тамм, Л.А. Арцимович, Е.П. Велихов
Слайд 10
Основни насоки на изследване на КТС
Основният проблем е задържането на газа при температура от 107 K (плазма) в затворено пространство. В момента доста интензивно се финансират две основни схеми за осъществяване на контролиран термоядрен синтез. 1. Квазистационарни системи, в които плазмата е ограничена от магнитно поле при относително ниско налягане и висока температура. 2. Импулсни системи. В такива системи CTS се извършва чрез кратко нагряване на малки цели, съдържащи деутерий и тритий, с ултрамощни лазерни или йонни импулси. Такова облъчване предизвиква поредица от термоядрени микроексплозии.
Слайд 11
ТОКАМАК е тороидална вакуумна камера за задържане на магнитна плазма. Плазмата се задържа от магнитно поле, вътре в което виси плазменият „корд“, без да докосва стените на камерата – „поничката“. Първоначално разработен в Института по атомна енергия на името на. Курчатов за изследване на проблема с контролирания термоядрен синтез. Бобините са навити около камерата, за да създадат магнитно поле. Въздухът първо се изпомпва от вакуумната камера и след това се пълни със смес от деутерий и тритий. След това с помощта на индуктор в камерата се създава вихрово електрическо поле. Квазистационарни системи Индукторът е първичната намотка на голям трансформатор, в който камерата ТОКАМАК е вторичната намотка. Вихровото електрическо поле предизвиква протичане на ток в плазмата и нейното нагряване.
Слайд 12
Проблеми на контролирания термоядрен синтез в ТОКАМАК
Увеличаването на налягането в плазмата предизвиква процеси в нея, които влияят негативно върху стабилността на това състояние на материята. В него възникват смущения от типа „шия” или „змия”, което води до изхвърляне на плазма върху стените на камерата. Те се разрушават и плазмата се охлажда. Магнитното поле трябва да предотвратява движението на плазмата през силовите линии. Досега TOKAMAK, чието магнитно поле се създава с помощта на свръхпроводящи електромагнити, изисква повече енергия, за да задържи плазмения пакет, отколкото се освобождава поради сливането на ядра. Досега е възможно да се получи плътност на плазмата от 1014 частици на cm3 за време от 1 s, което все още не позволява стартиране на самоподдържаща се термоядрена реакция. Продуктът от плътността на плазмата и времето за задържане трябва да бъде 20 пъти по-голям от постигнатото в момента. За промишлена употреба реакциите на синтез трябва да протичат непрекъснато за дълъг период от време. За да се постигне реакцията в необходимия мащаб, е необходимо да се увеличи налягането в плазмата.
Слайд 13
В такива системи CTS се извършва чрез краткотрайна компресия и ултра-бързо нагряване на малки мишени, съдържащи деутерий и тритий, с помощта на ултра-мощни многоканални лазери или йонни импулси. Такова облъчване предизвиква термоядрена реакция в центъра на целта. Импулсни системи Мишената за CTS се състои от куха обвивка (1), слой от твърда замръзнала дизелова смес (2) и газ с дизелово гориво с ниска плътност в центъра на мишената (3). Основната идея е да се реализира целеви режим на компресия, при който само централната му част се довежда до температурата на запалване, докато основната част от горивото остава студено. След това горивната вълна се разпространява към повърхностните слоеве на горивото.
Слайд 14
Ливърморската национална лаборатория в Калифорния е най-мощният лазерен комплекс в света.
192 мощни лазера, които ще бъдат насочени едновременно към милиметрова сферична цел (около 150 микрограма смес от деутерий и тритий). В резултат на това температурата на мишената ще достигне 100 милиона градуса, а налягането вътре в топката ще бъде 100 милиарда пъти по-високо от налягането на земната атмосфера. Тоест условията в центъра на целта ще бъдат сравними с условията вътре в Слънцето. Импулсната термоядрена инсталация е подобна на двигател с вътрешно горене, в който възникват експлозии на гориво, което периодично се подава в работната камера. Трудностите на CTS се крият в проблема с незабавното и равномерно нагряване на сместа. Изчисленията показват, че ако се достигне плътност 1000 пъти по-висока от тази на твърдия водород, тогава един милион джаула ще бъде достатъчен, за да запали термоядрена реакция. Но досега в експериментални инсталации плътността се увеличава само 30-40 пъти. Основната пречка е недостатъчната равномерност на осветяването на целта.
Слайд 15
Термоядреният реактор ще консумира много малки количества литий и деутерий. Например, реактор с електрическа мощност от 1 GW ще изгаря около 100 kg деутерий и 300 kg литий годишно. Ако приемем, че всички термоядрени централи ще произвеждат 5·1020 J годишно, т.е. половината от бъдещите нужди от електроенергия, тогава общото годишно потребление на деутерий и литий ще бъде само 1500 и 4500 тона. При такава консумация съдържащият се във водата деутерий (0,015%) е достатъчен, за да снабди човечеството с енергия за много милиони години. Термоядреният синтез е надеждата на съвременната енергетика
Слайд 16
Международен експериментален термоядрен реактор ITER
Проблемът с контролирания термоядрен синтез е толкова сложен, че нито една държава не може да се справи сама с него. Ето защо световната общност избра най-оптималния път - създаването на международния проект за термоядрен експериментален реактор - ITER, в който днес участват освен Русия, САЩ, Европейския съюз, Япония, Китай и Южна Корея. Термоядреният реактор ще бъде построен в Кадараш (Франция) и ще бъде пуснат в експлоатация около 2016 г. Именно ТОКАМАК трябва да стане основата на първия в света експериментален термоядрен реактор.
Слайд 17
Гориво от Луната (хелий-3)
Тази реакция изисква по-високи температури, но е екологична, тъй като не освобождава проникващи неутрони, както при други ядрени реакции, а заредени протони, които са лесни за улавяне без риск структурните материали да станат радиоактивни. Срокът на експлоатация на реактора се увеличава значително, дизайнът се опростява и надеждността се увеличава. Тъй като протоните носят електрически заряд, става възможно директното преобразуване на термоядрената енергия в електрическа, заобикаляйки загубите, дължащи се на термично преобразуване. На Земята има само 4 хиляди тона хелий-3. За доставка на Русия са необходими около 20 тона хелий-3 годишно, съвременната световна икономика ще изисква около 200 тона хелий-3 годишно. Запасите му в почвата на Луната са около 1 млн. т. Добивът на хелий-3 вече е по силите на космическите ведомства.
Слайд 18
Вижте всички слайдове
За да използвате визуализации на презентации, създайте акаунт в Google и влезте в него: https://accounts.google.com
Надписи на слайдове:
Термоядрена реакция
Какво е термоядрена реакция? Реакцията на синтез на леки ядра при много висока температура, придружена от освобождаване на енергия, се нарича термоядрена реакция.
Примери за термоядрени реакции:
1 г. U - 75 MJ = 3 тона въглища 1 г. деутерий-тритиева смес – 300 MJ =? тона въглища. Енергиен добив на реакции
Термоядреният синтез е неизчерпаем и екологично чист източник на енергия. Заключение:
Подробности за реакцията За да се осъществи синтез, разстоянието между ядрата трябва да бъде приблизително 0,000 000 000 001 см. Силите на Кулон обаче предотвратяват това. Те могат да бъдат преодолени, ако ядрата имат висока кинетична енергия. От особено голямо практическо значение е, че по време на термоядрена реакция се отделя много повече енергия на нуклон, отколкото по време на ядрена реакция, например по време на сливането на хелиево ядро от водородни ядра се освобождава енергия, равна на 6 MeV, а по време деленето на ураново ядро, един нуклон представлява " 0,9 MeV.
Термоядрена реакция Контролираната термоядрена реакция е енергийно изгодна реакция. Това обаче може да се случи само при много високи температури (от порядъка на няколкостотин милиона градуса). При висока плътност на материята такава температура може да се постигне чрез създаване на мощни електронни разряди в плазмата. В този случай възниква проблем - трудно се удържа плазмата. В звездите протичат самоподдържащи се термоядрени реакции. В момента в Русия и редица други страни се работи за осъществяване на контролирана термоядрена реакция.
ТОКАМАК (тороидална магнитна камера с ток) Това е електрофизично устройство, чиято основна цел е образуването на плазма, което е възможно при температури от около 100 милиона градуса, и нейното запазване за доста дълго време в даден обем. Възможността за производство на плазма при свръхвисоки температури прави възможно провеждането на термоядрена реакция на синтез на хелиеви ядра от изходна суровина, водородни изотопи (деутерий и тритий). По време на реакцията трябва да се освободи енергия, която ще бъде значително по-голяма от енергията, изразходвана за образуване на плазма. Основите на теорията за контролирания термоядрен синтез са положени през 1950 г. от И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров, които предлагат да се задържи горещата плазма, образувана в резултат на реакции с магнитно поле.
Тази идея доведе до създаването на термоядрени реактори - токамаци. При висока плътност на материята необходимата висока температура от стотици милиони градуси може да бъде постигната чрез създаване на мощни електронни разряди в плазмата. Проблем: Трудно задържане на плазма. Съвременните инсталации за токамак не са термоядрени реактори, а изследователски инсталации, в които съществуването и запазването на плазмата е възможно само за известно време. Най-мощният съвременен ТОКАМАК, служещ само за изследователски цели, се намира в град Абингдън близо до Оксфорд. Висок 10 метра, той произвежда плазма и я поддържа жива само за около 1 секунда. Контролираната термоядрена реакция е енергийно изгодна реакция. При такава реакция се отделя много повече енергия на нуклон, отколкото при ядрена реакция. Например, по време на сливането на хелиево ядро от водородните ядра се отделя енергия, равна на 6 MeV, а при делене на ядро на уран се отделят 0,9 MeV на нуклон.
LiD A 2 1 Неконтролирана реакция на синтез във водородна (термоядрена) бомба
1. 1953 г. - в СССР, 2. 1956 г. - в САЩ, 3. 1957 г. - в Англия, 4. 1967 г. - в Китай, 5. 1968 г. - във Франция. Водородна бомба Повече от 50 хиляди водородни бомби са натрупани в арсеналите на различни страни!
Експлозия на термоядрен заряд с мощност 20 Mt ще унищожи целия живот на разстояние до 140 км от епицентъра.
1. При извършване на мащабни минни работи; 2. В астрофизичните явления.
Добри или лоши са термоядрените реакции?
Домашна работа: §79, подгответе доклади по следните теми: „Термоядрени реакции на Слънцето“, „Създаване на водородна бомба в СССР“, „Използване на термоядрени реакции за мирни цели“, „Проблеми на създаването на термоядрени електроцентрали“.
Термоядрени Термоядрени реакции. реакции. 111111 Тип урок: OSI Цел: насърчаване на развитието на информационна и комуникационна компетентност Задача: разговор за термоядрени реакции
Маса на покой на ураново ядро >> суми на суми Маса на покой на ураново ядро Маси на покой на фрагменти по време на делене – маси на покой на фрагменти по време на делене – ТЕЖКИ ЯДРА ТЕЖКИ ЯДРА Масата на покой на хелиевото ядро е значителна Масата на покой на хелиевото ядро е значително<< суммы масс покоя двух ядер суммы масс покоя двух ядер тяжёлого водорода при делении – тяжёлого водорода при делении – ЛЁГКИЕ ЯДРА ЛЁГКИЕ ЯДРА Вывод: при слиянии лёгких ядер при слиянии лёгких ядер Вывод: масса покоя уменьшается =>> масата на покой намалява = освобождава се значителна енергия се освобождава значителна енергия Термоядрени реакции - реакции - реакции Термоядрени реакции на сливане на леки ядра при много сливане на леки ядра при много висока температура висока температура
Енергия на термоядрени реакции Енергия на термоядрени реакции реакции на един нуклон > > на един нуклон специфична енергия за верижни реакции специфична енергия за верижни реакции на ядрено делене реакции на ядрено делене Деутерий + тритий = около 3,5 MeV Деутерий + тритий = около 3,5 MeV на нуклон на нуклон Деление на уран = приблизително 1 MeV Деление на уран = приблизително 1 MeV на нуклон на нуклон
Термоядрените реакции играят Термоядрените реакции играят голяма роля в еволюцията еволюцията голяма роля във Вселената.. Вселена Радиационната енергия на Слънцето и звездите Радиационната енергия на Слънцето и звездите е термоядрена има термоядрен произход. произход. Съвременни идеи: on on Съвременни идеи: ранният стадий на звездата се състои от ранния стадий на звездата се състои от основата на водород => => протича протича основата на водорода реакцията на синтез на водородни ядра с реакцията на сливането на водородни ядра с образуването на хелий =>> синтез с образуването на хелий = хелиеви ядра с образуването на повече хелиеви ядра с образуването на по-тежки елементи от тежки елементи
Термоядрените реакции играят Термоядрените реакции играят решаваща роля в еволюцията на решаваща роля в еволюцията на химичния състав на състава на химическата материя във Вселената. вещества във Вселената. Всички тези реакции Всички тези реакции са придружени от освобождаване са придружени от освобождаване на енергия, която осигурява енергия, която осигурява излъчването на светлина от звездите за излъчването на светлина от звездите за милиарди години за милиарди години
Контролирана термоядрена реакция - Контролирана термоядрена реакция - неизчерпаем източник на енергия на неизчерпаем източник на енергия на Земята Земя Сливане на деутерий с тритий Сливане на деутерий с тритий Енергия = 17,6 MeV 17,6 MeV Енергия = Тритий не е в природата, тогава трябва да Тритий не е в природата, тогава той трябва да бъде произведен в самия реактор от литий, произведен в самия реактор от литий стотици милиони K при Температура за реакцията = стотици милиони K при Температура за реакцията = висока плътност на веществото (101414-10-101515 висока плътност на веществото (10 частици на 1 cm22 )) частици на 1 cm Състояние: създаване на мощно електричество в плазмата създаване на мощно електричество в плазмата Състояние: разряди на разряди Трудност: задръжте Трудност: плазма вътре в инсталация (0,1 - 1 s) =>> стени стени плазма вътре в инсталацията (0,1 – 1 s) = в пара в пара плазма плазма Проблемът не е решен поради нестабилност Проблемът не е решен поради нестабилност поддържа висока температура висока температура
Неконтролирана реакция Извършена неконтролирана реакция Извършена Водородна (термоядрена) бомба Водородна (термоядрена) бомба – реакция на експлозивен синтез – реакция на експлозивен синтез Има увереност, че Има увереност, че рано или късно термоядрени рано или късно ще бъдат създадени термоядрени реактори ще бъдат създадени реактори
Курчатов Игор Василиевич (1903 - (1903 - Курчатов Игор Василиевич 1960) 1960) руски физик, организатор и руски физик, организатор и ръководител на работата по атомната наука, ръководител на работата по атомната наука и техника в СССР, академик на Академията на СССР на науката и техниката в СССР, академик на Академията на науките на СССР (1943), три пъти Герой на социализма (1943), три пъти Герой на социалистическия труд (1949, 1951, 1954). ичен труд (1949, 1951, 1954). Изследвани сегнетоелектрици. Изследвани сегнетоелектрици. Заедно с колегите си откри Заедно с колегите си откри ядрената изомерия. Под ръководството на ядрената изомерия. Под ръководството на Курчатов е построен първият домашен циклотрон Курчатов построява първия домашен циклотрон (1939 г.), открит е спонтанният циклотрон (1939 г.), открито е спонтанното делене на ядрата на урана (1940 г.), деленето на ядрата на уран е открито разработена (1940), разработена е противоминна защита за кораби, първата в противоминната защита на кораби, първият ядрен реактор в Европа (1946), първият ядрен реактор в СССР в Европа (1946), първата атомна бомба в СССР (1949), първата в света термоядрена атомна бомба (1949), първата в света термоядрена бомба (1953) и АЕЦ (1954). Създател и първата бомба (1953) и атомна електроцентрала (1954). Основател и първи директор на Института за атомна енергия (от 1943 г., от 1960 г. директор на Института за атомна енергия (от 1943 г., от 1960 г. - на името на Курчатов). Ленинска награда (1957), - на името на Курчатов). Ленинска награда (1957), Държавна награда на СССР (1942, 1949, 1951, Държавна награда на СССР (1942, 1949, 1951, 1954). Съветски физик и организатор на науката 1954). Съветски физик и организатор на науката
КУРЧАТОВ, град в Казахстан КУРЧАТОВ град в Казахстан, Изток, Изток КУРЧАТОВ, град КУРЧАТОВ Казахстанска област, на р. Иртиш, близо до град Казахстанска област, на реката. Иртиш, близо до Семипалатинск. Население 9,3 хиляди души (2004 г.). Семипалатинск Население 9,3 хиляди души (2004 г.). Семипалатинск ядрен полигон (ядрен Семипалатинск ядрен полигон (ядрените опити са спрени през 1991 г.). Националните тестове са спрени през 1991 г.). Национален ядрен център на Република Казахстан. Научен ядрен център на Република Казахстан. Изследователски институти по ядрена физика, изследователски институти по ядрена физика, радиационна безопасност и екология, радиационна безопасност и екология, геофизични изследвания геофизични изследвания (от 1983 г.) в Руската федерация в Руската федерация, Курска област, на реката. Сейм, близо до железопътната област Курск, на реката. Сейм, близо до жп гара Лукашевка. Население 49,1 хиляди души на гара Лукашевка. Население 49,1 хил. души (2002 г.). Курска АЕЦ. Металообработване, (2002). Курска АЕЦ. Металообработка, промишленост на строителни материали и др. Кръстен на промишлеността на строителните материали и др. Кръстен на И. В. Курчатов. кръстен на И. В. Курчатов. KURCHATOVY, името, което е прието в СССР, името, което е прието в СССР KURCHATOVY за елемент № 104 елемент № 104 КУРЧАТОВ ИНСТИТУТ (Руски научен център (Руски научен център КУРЧАТОВ ИНСТИТУТ "Курчатов институт") - руски научен - Институт "Курчатовски институт" е руска изследователска институция, създадена на базата на изследователска институция, създадена на базата на Института по атомна енергия през 1991 г. през 1991г. Институт за атомна енергия Град (от 1983 г.)
