Термоядролық реакция энергиясын пайдалану

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Алматы мемлекеттік энергетика және электронды

технологиялар колледжі

Тақырыбы: Термоядролық реакция энергиясын пайдалану

Орындаған: Ғалымжан А.

Тексерген: Байжуманова Г.

Алматы 2017

Жоспары:

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

2. 1. Термоядролық реакцияға жалпы сипаттама

ІІІ. Қорытынды

ІV. Пайдаланылған әдебиеттер

І. Кіріспе

Термоядролық реакция - өте жоғары температурада жеңіл ядролардың бірігіп, ауырлау ядроны түзу реакциясы:

63198734435201-11

1961жылы 30қазан күні ең қуатты сутекті бомба А. Д. Сахаров және Харитоновтың басшылығымен СССР-да жүзеге асты.

Жоғары температурадағы плазманы салқын қабырғаларға тигізбей күшті магнит өрісінде ұстап тұру тәсілін 1950 жылы Ресей физиктері А. Д. Сахаров пен И. Е. Тамм ұсынды. Осы идеяға негізделіп жасалған тәжірибелік қондырғыны “Токамак” деп атаған.

Токамак болат өзекшелері бар трансформатордан, айнымалы магнит өрісін тудыратын орамадан, тороидальды вакуумдық камерадан, плазмадан және қума магнит өрісін тудыратын орамадан тұрады.

Игор Васильевич Курчатов - орыс физигі, атомдық бомбаның атасы. 1902-1960 ж. аралығында өмір сүрген. Курчатовтың басшылығымен әлемдегі ең алғаш қуаты 400кВт сутекті бомба 1953 жылы іске қосылған.

Андрей Дмитриевич Сахаров-1921жылы 21мамырда Мәскеу каласында дүниеге келген. Кеңес физигі, академик, Сутеті бомбаны жүзеге асырушылардың бірі.

Игорь Евгеньевич Тамм (1895-1971) . Мәскеудің Владивосток қаласында туылған. Кеңес физик-теоретигі. Физикадан Нобель сыйлығының лауреаты. Теориялық физиканың негізін қалаушы.

ІІ. Негізгі бөлім

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:

Температурасы жүздеген миллион градус болатын ыстық плазмадағы ядролар аса үлкен жылдамдықпен бір-біріне жақындап, ядролық күштердің әрекет аймағына енеді. Сол сәтте-ақ тегеурінді ядролық күш оларды біріктіріп, жаңа ядроны түзеді. Бұл кезде пайда болған m масса ақауы есебінен аса мол энергия босап шығады.

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. Осылайша әп-сәтте атом бомбасының жарылысы сутек бомбасының жарылысына ұласады.

Қолдан басқарылатын термоядролық реакцияларды іске асыру зор қиындықтарға кезікті. Оларды жүзеге асыру үшін, негізінен, үш мәселені шешу керек.

Біріншіден , сутек газын қыздыру арқылы ыстық плазманың температурасын ондаған миллион градусқа көтеру қажет.

Екіншіден , термоядролық реакцияны тұтандыру үшін ыстық плазманы суытпай, белгілі бір көлемде кем дегенде 10-1-10~2 с ұстап тұру қажет.

Үшіншіден , термоядролық реакция қарқынды жүріп, энергия шығыны қажетінше мол болуы үшін ыстық плазмадағы дейтерий ядроларының тығыздығы белгілі бір шамадан кем болмауы тиіс, яғни 1 м ³ көлемде 1022 бөлшек болуы керек.

Осы үш шарт қатарынан орындалса ғана басқарылатын термоядролық реакцияны іске асыруға болады. Алайда плазма заттың ең орнықсыз күйі болып табылады, сондықтан бұл шарттарды бір мезгілде орындау мәселесі әлі күнге шешуін таппай отыр.

__49403

Термоядролық реакцияның өту шарты

Оң зарядталған жеңіл ядролардың бірігуіне кулондық тебілу күші кедергі жасайды. Кулондық тебіліс күшін бөлшектерге зор кинетикалық энергия беру арқылы жеңеді. Жеңіл ядролар бір-біріне

10 ^-14 м-ге жуық қашықтыққа жақындағанда ғана кулондық күшті жеңіп бірігіп, жаңа ядроны түзеді, және өте көп энергия босап шығады. Ол үшін зат 10 ⁷ К температураға ие болуы керек. Сондықтан да реакция «термоядролық реакция» (латын тілінен аударғанда «therme-жылы дегенді білдіреді) деп аталады.

4 г гелийдің бірігуі 2 вагон көмірдің жануына тең 02010201 = L221723

Басқарылмайтын термоядролық реакция

Күнәр секунд сайын сәуле шығару арқылы 4·1026Дж энергиясынан айырылады. Сондай - ақ массасы 4, 3млн тоннаға кемиді.
Сутекті бомба- дейтерий мен тритийдің қоспасы атом бомбасымен ортақ қабықтың ішінде орналасады. Басқарылмайтын термоядролық реакцияны жүзеге асыруға қажетті температура мен қысым атом бомбасын жару арқылы алынады. Осылайша атом бомбасының жарылысы термоядролық (сутекті) бомбаның қопарылысына ұласады.

1203361230_tokamak