Условия протекания термоядерных реакций Высокие температуры, =>, большие энергии сталкивающихся ядер, необходимы для преодоления электростатических сил отталкивания одноименно заряженных частиц и сближения ядер на расстояния порядка действия ядерных сил Плазма Для каждого состояния любого вещества характерен определенный интервал температур. При очень высоких температурах атомы и молекулы нейтрального газа теряют часть своих электронов и становятся положительными ионами. Когда температура достигает 10 4
о С , то газ уже представляет собой плазму. Плазма – четвертое состояние вещества . Токамак – тороидальная камера с магнитными катушками Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР Термоядерный реактор будет построен в Кадараше (Франция) и введен в эксплуатацию примерно в 2016 году. Именно ТОКАМАК должен стать основой первого в мире экспериментального термоядерного реактора. Проблема управляемого термоядерного синтеза настолько сложна, что самостоятельно с ней не справится ни одна страна. Поэтому мировое сообщество избрало самый оптимальный путь - создание проекта международного термоядерного экспериментального реактора - ИТЭР, в котором на сегодня участвуют, кроме России, США, Евросоюз, Япония, Китай и Южная Корея . Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях в несколько раз превышает энергию, выделяющуюся в цепных ядерных реакциях Синтез 4 г гелия Сгорание 2 вагонов каменного угля = Управляемые термоядерные реакции Чтобы использовать термоядерную энергию в мирных целях, необходимо научиться проводить управляемые термоядерные реакции. Одна из основных трудностей в осуществлении таких реакций заключается в том, чтобы удержать внутри установки высокотемпературную плазму. Термоядерные реакторы могут быть построены 1. на основе систем с магнитным удержанием плазмы, в которых нагрев и удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре.
Масса ядра меньше то явление называется "Дефект массы" - уменьшение массы атома по сравнению с суммарной массой всех отдельно взятых составляющих его элементарных частиц, обусловленное энергией их связи в атоме.
Если "разобрать" ядро атома на отдельные протоны и нейтроны (например, с ядерной реакции) , то их масса вновь примет именно те значения, которые нам уже известны: 1,00728 а. е. м. для протона и 1,00867 а. е. м. для нейтрона.
Дефект массы является следствием универсального соотношения E = Mc^2, вытекающего из теории относительности А. Эйнштейна, где E - полная энергия системы, c = 3.1010 см/сек - скорость света в пустоте, M - масса системы (в нашем случае - атома) . Тогда DM = DЕ/c2, где DM - дефект массы, а DE - энергия связи нуклонов в ядре, т. е. энергия, которую необходимо затратить для разделения ядра атома на отдельные протоны и нейтроны. Таким образом, чем больше дефект массы, тем больше энергия связывания нуклонов в ядре и тем устойчивее ядро атома элемента. С увеличением числа протонов в ядре (и массового числа) дефект массы сначала возрастает от нуля (для 1H) до максимума (у 64Ni), а затем постепенно убывает для более тяжелых элементов.
Высокие температуры, =>, большие энергии сталкивающихся ядер, необходимы для преодоления электростатических сил отталкивания одноименно заряженных частиц и сближения ядер на расстояния порядка действия ядерных сил
Плазма
Для каждого состояния любого вещества характерен определенный интервал температур. При очень высоких температурах атомы и молекулы нейтрального газа теряют часть своих электронов и становятся положительными ионами. Когда температура достигает 10
4
о
С
, то газ уже представляет собой плазму.
Плазма – четвертое состояние вещества
.
Токамак
– тороидальная камера с магнитными катушками
Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР
Термоядерный реактор будет построен в
Кадараше
(Франция) и введен в эксплуатацию примерно в 2016 году. Именно ТОКАМАК должен стать основой первого в мире экспериментального термоядерного реактора.
Проблема управляемого термоядерного синтеза настолько сложна, что самостоятельно с ней не справится ни одна страна. Поэтому мировое сообщество избрало самый оптимальный путь - создание проекта международного термоядерного экспериментального реактора - ИТЭР, в котором на сегодня участвуют, кроме России, США, Евросоюз, Япония,
Китай
и Южная Корея
.
Энергия, которая выделяется при термоядерных реакциях в несколько раз превышает энергию, выделяющуюся в цепных ядерных реакциях
Синтез
4 г гелия
Сгорание
2 вагонов каменного угля
=
Управляемые термоядерные реакции
Чтобы использовать термоядерную энергию в мирных целях, необходимо научиться проводить управляемые термоядерные реакции. Одна из основных трудностей в осуществлении таких реакций заключается в том, чтобы удержать внутри установки высокотемпературную плазму.
Термоядерные реакторы могут быть построены
1. на основе систем с магнитным удержанием плазмы, в
которых нагрев и удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре.
Если "разобрать" ядро атома на отдельные протоны и нейтроны (например, с ядерной реакции) , то их масса вновь примет именно те значения, которые нам уже известны: 1,00728 а. е. м. для протона и 1,00867 а. е. м. для нейтрона.
Дефект массы является следствием универсального соотношения
E = Mc^2,
вытекающего из теории относительности А. Эйнштейна, где E - полная энергия системы, c = 3.1010 см/сек - скорость света в пустоте, M - масса системы (в нашем случае - атома) . Тогда DM = DЕ/c2, где DM - дефект массы, а DE - энергия связи нуклонов в ядре, т. е. энергия, которую необходимо затратить для разделения ядра атома на отдельные протоны и нейтроны. Таким образом, чем больше дефект массы, тем больше энергия связывания нуклонов в ядре и тем устойчивее ядро атома элемента. С увеличением числа протонов в ядре (и массового числа) дефект массы сначала возрастает от нуля (для 1H) до максимума (у 64Ni), а затем постепенно убывает для более тяжелых элементов.