Термоядролық синтез: ғылыми негіздері, тарихи дамуы және энергетикалық перспективалары

Tермоядролық синтез.

Энергия көздерінің проблемалары.

Куатов Смадияр

Интернет вещи Big data 19-04

Термоядролық реакция, термоядролық синтез - миллиондаған градус температурада жүзеге асатын ядролық бірігу реакциясы деп аталады.

Жеңіл элементтерді (сутек, гелий, литий, т. б. ) жүздеген миллион градусқа дейін қыздырғанда, олардың бейтарап атомдары тұтастығын жойып, ядролар мен электрондарға ыдырайды.

Нәтижесінде оң зарядты ядролардан, теріс зарядты электрондардан тұратын ерекше орта - жоғарғы температуралық плазма пайда болады. Мұндай плазмада ядролар кулондық тебіліс бөгетін (барьерін) жеңе алатын кинетикалық энергияға ие болады:

мұндағы к-Больцман тұрақтысы; Т-плазманың температурасы; м және в - бөлшектің массасы мен жылдамдығы.

Жер бетінде алғаш рет термоядролық реакциялар 1950 жылдардың басында Қазақстанда (Семей полигоны) сутек бомбасын жару арқылы жүзеге асырылды. Қажетті жоғары температура атом бомбасын алдын ала жару үстінде алынды. Термоядролық бомбаның ішіне жоғары температура алу үшін атом бомбасының заряды және жеткілікті мөлшерде сутек изотоптары (мысалы, дейтерий) орналастырылады. Термоядролық жарылыста әуелі атом бомбасының заряды іске қосылады да, температура миллиондаған градусқа көтеріліп, сутек изотоптарының ядролары жаппай біріге бастайды.

Бірінші рет басқарылатын термоядролық синтез бойынша есепті Кеңес Одағындағы тұжырымдады және ол үшін Кеңес физигі Олег Лаврентьев біршама конструктивті шешім ұсынды.

Сонымен қатар, мәселені шешуге Андрей Сахаров пен Игорь Тамм сияқты көрнекті физиктер, сондай-ақ 1951 жылдан бері басқарылатын термоядролық синтез жөніндегі кеңес бағдарламасын басқарған Лев Арцимович үлкен үлес қосты. Әлемдік деңгейде басқарылатын термоядролық синтездің Тарихи мәселесі XX ғасырдың ортасында пайда болды. Игорь Курчатов 1956 жылы түрлі елдердің атомшы-ғалымдарының осы ғылыми мәселені шешуде ынтымақтастығы туралы ұсыныс білдіргені белгілі.

Басқарылатын термоядролық синтез - (БТС) - жарылыс термоядролық синтезге қарағанда (термоядролық жарылыс құрылғыларында пайдаланылатын) басқарылатын сипатқа ие энергия алу мақсатында неғұрлым жеңілірек атом ядроларының синтезі. Басқарылатын термоядролық синтез дәстүрлі ядролық энергетикадан ерекшеленеді, өйткені соңғысында ыдырау реакциясы қолданылады, оның барысында ауыр ядролардан неғұрлым жеңіл ядро алынады. Басқарылатын термоядролық синтезді жүзеге асыру мақсатында пайдалану жоспарланып отырған негізгі ядролық реакцияларда дейтерий (2H) және тритий (3H), ал одан алыс перспективада гелий-3 (3He) және бор-11 (11B) қолданылатын болады.

Қолданылған әдебиеттер :

Бондаренко Б. Д. УФН 171, 886 (2001) .

Арцимович, 1961, с. 458.

"Мектеп" баспасы, 2009. - 240 бет

V. B. Minaev, V. K. Gusev, N. V. Sakharov, V. I. Varfolomeev, N. N. Bakharev. // Nuclear Fusion. - 2017-05-09. - Т. 57, вып.

Уэйт Гиббс Ядерный синтез: малые игроки // В мире науки. - 2017. - № 1/2. - С. 36-45.

Е. П. Велихов, С. В. Путвинский. Термоядерный реактор. Fornit (22 октября 1999 года) . - Доклад от 22. 10. 1999, выполненный в рамках Energy Center of the World Federation of Scientists.

Ұқсас жұмыстар

Токсикология мен фармакологияның тарихи-ғылыми дамуы

Химия: анықтамасы, тарихи дамуы мен қазіргі ғылыми бағыттары

Термоядролық реакциялар мен токмак технологиясы: физикадан ашық сабақ

Органикалық синтез практикумы: негіздері, қауіпсіздік шаралары және зертханалық құралдар

Педагогиканың ғылыми зерттеу әдістерінің жіктемесі және педагогикалық ойдың тарихи дамуы

Қазақ тілін латын графикасына көшірудің тарихи негіздері мен болашақ перспективалары

Термоядролық реакциялар, токамак технологиясы және радиациялық қауіпсіздік

Қазақстандағы бухгалтерлік есептің дамуы: тарихы, реформалары және перспективалары

Ғылыми танымның методологиялық негіздері

Ғылым қамтымды экономика: Қазақстанның ғылыми әлеуетін арттыру және энергетикалық даму стратегиялары

Пәндер