Управляемый термоядерный синтез УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ (УТС) - процесс слияния лёгких атомных ядер, проходящий с выделением энергии при высоких темп-pax в регулируемых управляемых условиях. УТС пока ещё не реализован. Для осуществления реакций синтеза реагирующие ядра должны быть сближены на расстояние порядка 10 -11 см, после чего процесс их слияния происходит с заметной вероятностью за счёт. Для преодоления потенц. Барьера сталкивающимся лёгким ядрам должна быть сообщена энергия 10кэВ, что соответствует темп-ре Ю 8 К. С увеличением ядер (порядкового номера Z) их кулоновское отталкивание усиливается и величина необходимой для реакции энергии возрастает. Сечения (р, р)-реакций, обусловленных, очень малы.

• Управляемый Термоядерный Синтез Реферат
• Лазерный Термоядерный Синтез Реферат
• Термоядерный Синтез Реферат

Реакции между тяжёлыми изотопами водорода (дейтерием и тритием) обусловлены и имеют сечение на 22-23 порядка выше (см. ).Различия в величинах энерговыделения в реакциях синтеза не превышают одного порядка. При слиянии ядер дейтерия и трития оно составляет 17,6 МэВ. Большая скорость этих реакций и относительно высокое энерговыделение делают равноком-понентную смесь дейтерия и трития наиб, перспективной для решения проблемы УТС. Тритий радиоактивен ( 12,5 лет), не встречается в природе. Следовательно, для обеспечения работы, использующего в качестве ядерного горючего тритий, должна быть предусмотрена возможность его воспроизводства. С этой целью рабочая зона реактора может быть окружена слоем лёгкого изотопа лития, в к-ром будет идти реакция Эфф.

Сечение термоядерных реакций быстро возрастает с темп-рой, но даже в оптим. Условиях остаётся несравненно меньше эфф. Сечения атомных столкновений. По этой причине реакции синтеза должны происходить в полностью ионизованной плазме, нагретой до высокой темп-ры, где процессы и возбуждения атомов отсутствуют и дейтон-дейтонные или дейтон-тритонные столкновения рано или поздно завершаются ядерным синтезом. Мощность ядерного энерговыделения реактора равна произведению числа актов ядерных реакций, происходящих ежесекундно в единице объёма рабочей зоны реактора, на энергию, выделяющуюся при каждом акте реакции. Применение законов сохранения энергии и числа частиц позволяет выяснить нек-рые общие требования, предъявляемые к термоядерному реактору, не зависящие в первом приближении от к-л.

Термоядерный синтез - Концепции современного естествознания. Турбо рефераты. На сайте 119644 реферата. Поиск Задать вопрос.

• Реферат на тему Проблемы термоядерного синтеза Реферат 2 из категории Физика на сайте Много Рефератов. Термоядерные реакции на Солнце. Проблемы управления термоядерным синтезом. 3.1 Экономические проблемы. 3.2 Медицинские проблемы.
• На Студопедии вы можете прочитать про: Ядерная энергетика. Термоядерный синтез.

Особенностей технол. Или конструктивного характера.

I изображена принципиаль. Схема работы реактора. Установка содержит чистую водородную плазму п при темп-ре Т. В реактор вводится 'топливо', напр, равнокомпонентная смесь дейтерия и трития, уже нагретая до необходимой темп-ры. Внутри реактора инжектируемые частицы сталкиваются между собой и происходит их ядерное взаимодействие с выделением энергии. Параллельно с этим, однако, часть энергии теряется за счёт,.ухода нек-рой доли высокоэнергичных частиц, не успевших провзаимодействовать, охлаждения плазмы за счёт различных для каждой конкретной установки механизмов и за счёт выгорания ядерного топлива. Время удержания частиц в реакторе; смысл величины т таков: за 1 с из 1 см 3 плазмы в ср.

Уходит частиц каждого знака. В стационарном режиме в реактор нужно ежесекундно инжектировать такое же число частиц (в расчёте на единицу объёма). А для покрытия энергетич. Потерь подводимое топливо должно подаваться в зону реакции с энергией, превышающей энергию потока ускользающих частиц на величину потерь, обусловленных эл-магн.

Эта дополнит, энергия может быть получена за счёт энергии синтеза, выделяющейся в зоне реакции, а также за счёт частичной рекуперации в стенках и оболочке реактора эл-магн. Излучения и корпускулярных потоков. Примем для простоты, что коэф. Преобразования в электроэнергию энергии, выделяющейся в ядерных реакциях, энергии эл-магн. Излучения и тепловой энергии частиц одинаков и равен ц.

В условиях стационарной работы системы и при нулевой полезной мощности, когда во внеш. Сеть электроэнергия не отдаётся, ур-ние баланса энергии в реакторе имеет вид где Р О- мощность ядерного энерговыделения, Р r-мощность потока излучения, P t - энергетич. Мощность потока ускользающих частиц. Когда левая часть равенства становится больше правой, реактор перестаёт расходовать энергию и установка начинает работать как электростанция, подавая энергию в сеть, а не потребляя её. Величины Р О, Р r и Р t известным образом зависят от темп-ры плазмы Т, и из ур-ния баланса легко вычисляется произведение где f(T)для заданного значения кпд и выбранного сорта топлива есть вполне определённая ф-ция темп-ры. 2 приведены графики f(T)для двух значений n и для обеих ядерных реакций (d, d) и (d, t).

Если величины достигнутые в данной установке, расположатся выше кривой f( T), это будет означать, что система работает как генератор энергии. При энергетически выгодная работа реактора в оптим. Режиме (минимум на кривых, рис.

2) для реакции (d, d) отвечает условию (т. Лоусона критерий) см -3. с, Т 10 9 К; для реакции (d, t)- условию см.

с, Г2. 10 8 К. О., даже в оптим.

Условиях для реактора, работающего на равноком-понентной смеси дейтерия и трития, и при весьма оп- тимистич. Предположениях относительно величины кпд необходимо достижение темп-р 2х10 8 К. При этом для плазмы плотностью 10 14 см -3 должны быть обеспечены времена удержания порядка секунд. Конечно, энергетически выгодная работа реактора может происходить и при более низких темп-pax, но за это придётся 'расплачиваться' увеличенными значениями Т.

Немецкий язык 10 класс(стар 56-57, упр1e)перевод помогите пожалуйста. Решебник по немецкому языку 10 класс будько урбанович 2011.

О., сооружение реактора предполагает: 1) получение плазмы, нагретой до темп-р 10 8 К; 2) сохранение в рабочей зоне реактора плазмы с заданной плотностью в течение времени, необходимого для протекания ядерных реакций. Тот факт, что в рассмотренный критерий реализации реактора синтеза п и входят не независимо, а в виде произведения и т, приводит к тому, что исследования по проблеме УТС ведутся в двух осн.

Направлениях: разработка квазистационарных систем с магн. Удержанием плазмы и предельно быстродействующих систем с инерциалъ-ным удержанием плазмы. Системы с магнитной термоизоляцией.

Выход на уровне 10 3 кВт/м 3 достигается для (d, t)-реакций при плотности плазмы n10 14см -3 и темп-ре 10 8 К. Это означает, что размеры рабочей зоны реактора на 10 3 МВт (типичная мощность совр. Крупной электростанции) должны составлять ок. Вопрос состоит в том, каким способом удерживать горячую плазму в зоне реакции. Диффузионные потоки частиц и тепловые потоки при указанных значениях п и Т оказываются гигантскими и любые материальные стенки непригодными. Основополагающая идея, определившая на долгие годы пути развития проблемы в данном направлении, была высказана в СССР, США и Великобритании практически одновременно. Эта идея состоит в использовании для удержания и термоизоляции плазмы магн.

Управляемый Термоядерный Синтез Реферат

В СССР она была высказана И. Сахаровым в 1950. Частицы, образующие плазму, находясь в магн. Поле, не могут свободно перемещаться перпендикулярно силовым линиям поля.

И поперёк магн. Поля в случае устойчивой плазмы изменяются обратно пропорционально квадрату напряжённости поля и, напр., в полях 10 5 Гс уменьшаются на 14-15 порядков величины по сравнению со своими значениями для незамагниченной плазмы той же плотности и темп-ры. О., применение достаточно сильного магн. Поля в принципе открывает дорогу для проектирования. Исследования в области УТС с магн.

Термоизоляцией делятся на три осн. Направления: 1) открытые (или зеркальные) магн.

Ловушки; 2) замкнутые магн. Системы; 3) установки импульсного действия.

В уход частиц из рабочей зоны поперёк силовых линий на стенки установки затруднён, он происходит либо в ходе процесса замагниченной (т. Очень медленно), либо путём перезарядки на частицах остаточного газа (см. ).Уход плазмы вдоль силовых линий также замедлен благодаря наличию областей усиленного магн. Зеркал, или магн. Пробок), размещённых на открытых концах ловушки.

Заполнение ловушек плазмой обычно производится путём плазменных сгустков или пучков частиц, обладающих большой энергией (подробнее см. В системах замкнутого типа ( токамак, стелларатор)уход частиц на стенки тороидальной установки поперёк продольного магн. Поля также затруднён и происходит за счёт замагниченной диффузии и перезарядки.

Нагревание плазменного шнура в токамаке на нач. Стадиях процесса осуществляется протекающим по нему кольцевым током. Однако по мере повышения темп-ры джоулев нагрев становится менее эффективным, т. Сопротивление плазмы быстро падает с ростом темп-ры. Для нагревания плазмы св.

10 7 К применяются методы высокочастотного нагрева или ввод энергии в плазму с помощью быстрых нейтральных частиц (см. В установках импульсного действия (Z-пинч и -пинч) нагревание плазмы и её удержание осуществляются сильными кратковрем. Токами, протекающими через плазму. При нарастании тока и одноврем. Нарастании магн, давления плазма отжимается от стенок установки, чем обеспечивается её термоизоляция.

Повышение темп-ры происходит за счёт джоулева нагрева, за счёт адиабатич. Сжатия плазменного шнура и, по-видимому, в результате турбулентных процессов при развитии (подробнее см. Успешная работа и дальнейшее развитие любой из перечисленных систем возможны только при условии, что исходная плазменная структура оказывается макроскопически устойчивой, сохраняя заданную форму в течение всего времени, необходимого для протекания реакции. Кроме того, в плазме должны быть подавлены те микроскопич. Неустойчивости, при возникновении и развитии к-рых распределение частиц по энергиям перестаёт быть равновесным и потоки частиц и тепла поперёк силовых линий резко возрастают по сравнению с их теоретич. Именно в направлении стабилизации плазменных неустойчивостей разного типа развивались осн.

Исследования магн. Систем начиная с 1952, и эта работа ещё полностью не может считаться завершённой. Сверхбыстродействующие системы УТС с инерциальным удержанием.

Трудности, связанные с магн. Удержанием плазмы, можно, в принципе, обойти, если 'сжигать' термоядерное горючее за чрезвычайно малые времена, когда нагретое вещество не успевает разлететься из зоны реакции. Согласно критерию Лоусона, реализация УТС при таком способе сжигания может быть достигнута лишь при очень высокой плотности рабочего вещества. Чтобы избежать ситуации термоядерного взрыва большой мощности, нужно использовать очень малые порции горючего: исходное термоядерное топливо должно иметь вид небольших крупинок (диам. Мм), приготовленных из смеси твёрдого дейтерия и трития, впрыскиваемых в реактор перед каждым его рабочим тактом. Проблема заключается в быстром подведении необходимой энергии для разогрева крупинки горючего.

Детские песни ноты. PiaNotes.ru не занимается продажей объектов чужого авторского права и не претендует на их авторство. Права на эти данные принадлежат исключительно авторам.

Решение этой проблемы возлагается на применение лазерного излучения (см. )или интенсивных сфокусированных пучков быстрых заряж. Исследования в области УТС с применением лазерного нагрева были начаты в 1964; использование пучков тяжёлых и лёгких ионов находится на ещё более ранней стадии изучения (см. Энергия W, к-рую необходимо подводить к крупинке горючего для обеспечения работы установки в реакторном режиме, как следует из простого расчёта, обратно пропорциональна квадрату плотности дейтерий-тритиевого топлива. Оценки показывают, что допустимые значения W получаются лишь в случае резкого, в 10 2-10 3 раз, увеличения плотности термоядерного топлива по сравнению с исходной плотностью твёрдой (d, t)-мишени. Столь высокие степени сжатия, необходимые для получения столь больших плотностей, оказываются достижимыми при испарении поверхностных слоев симметрично облучаемой мишени и реактивном сжатии её внутр.

Для этого подводимая мощность должна быть определённым образом программирована во времени. Возможности состоят в программировании радиального распределения плотности вещества и в использовании сложных много-оболочечных мишеней. Необходимая энергия оценивается в 10 6-10 7 Дж, что лежит в пределах совр. Возможностей лазерной техники. К цифрам такого же масштаба приводит анализ систем с ионными пучками. Трудности и перспективы.

Исследования в области УТС сталкиваются с большими трудностями как чисто физ, так и техн. К первым относится уже упомянутая проблема устойчивости горячей плазмы, помещённой в магн. Применение сильных магн. Конфигурации позволило подавить мн. Виды макроскопич.

Неустойчивостей, но окончат. Решение вопроса пока отсутствует. В частности, для интересной и важной системы - токамак- остаётся т. Проблема 'большого срыва', при к-рой плазменный токовый шнур сначала стягивается к оси камеры, затем ток прерывается за неск. Мс и на стенки камеры сбрасывается большая энергия. Кроме теплового удара камера испытывает при этом и механич. Серьёзную трудность представляет также образование пучков быстрых электронов, оторванных от осн.

Ансамбля электронов плазмы. Эти пучки приводят к сильному возрастанию потоков тепла и частиц поперёк поля. В сверхбыстродействующих системах также наблюдается образование группы быстрых электронов в плазменной короне, окружающей мишень. Эти электроны успевают преждевременно нагреть центральные зоны мишени, препятствуя достижению необходимой степени сжатия и последующего запрограммированного протекания ядерных реакций.

Трудность в этих системах-осуществление устойчивого сферически-симметричного сжатия мишеней. Ещё одна трудность связана с проблемой примесей. Излучение при используемых значениях п и Т плазмы и возможных размерах реактора свободно покидает плазму, но для чисто водородной плазмы эти энергетич. Потери, определяемые в осн. Тормозным излучением электронов, в случае (d, 1)-реакций перекрываются ядерным энерговыделением уже при темп-pax выше 4-10 7 К.

Однако даже малая добавка чужеродных атомов с большим Z, к-рые при рассматриваемых темп-pax находятся в сильно ионизованном состоянии, приводят к возрастанию энергетич. Потерь выше допустимого уровня.

Лазерный Термоядерный Синтез Реферат

Термоядерный Синтез Реферат

Требуются чрезвычайные усилия (непрерывное совершенствование вакуумных установок, использование тугоплавких и труднораспыляемых веществ, таких, напр., как графит, вольфрам, молибден, в качестве материала диафрагм, применение устройств для улавливания атомов примесей и т. Д.), чтобы содержание примесей в плазме оставалось ниже допустимого уровня (=.