ТЕРМОЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ

( иначе термоядерный синтез)

В термоядерную реакцию вступают легкие ядра, а в результате синтеза (слияния) они образуют более тяжелое ядро.

Такие термоядерные реакции при температурах в миллионы градусов идут в недрах Солнца, где ядра изотопов водорода, сливаясь вместе, образуют более тяжелое ядро атома гелия, при этом выделяется огромная энергия.



Чтобы провести слияние (синтез) ядер, т.е. соединить положительно заряженные ядра в новое ядро, необходимо преодолеть действующие между ними кулоновские (электростатические) силы отталкивания.
Чтобы преодолеть силы отталкивания участвующие в синтезе частицы должны обладать очень большой кинетической энергией, т.е. иметь большую скорость. Большая скорость частиц достигается повышением температуры вещества до миллионов градусов.

Ядерный реакция, происходящая в разогретом веществе называется термоядерной реакцией (синтезом).

При таких температурах вещество может существовать только в виде плазмы (полностью ионизированного газа, состоящего из положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов).

Особенность термоядерной реакции - это выделение большого количества энергии.

Как создать новый источник энергии, используя термоядерную реакцию?
И как достичь столь высоких температур, как хранить высокотемпературную плазму?

В настоящее время уже удалось получить энергию термоядерного синтеза:

- это термоядерная или водородная бомба, где проходит неуправляемая термоядерная реакция, имеющая взрывной характер;
- это экспериментальные термоядерные установки ТОКАМАК (созданы в СССР) - тороидальные камеры с магнитными катушками, где идет управляемая термоядерная реакция.

Трудности, с которыми столкнулись разработчики ТОКАМАКА:

- удержать вещество, разогретое свыше 10 млн градусов изолированно от стенок - изоляция плазмы от стенок достигается с помощью магнитного поля ;
- разогреть вещество до состояния плазмы - этого добиваются пропусканием через вещество электрического тока;
- необходимо обеспечить, чтобы количество теплоты, выделившейся при синтезе, было больше тепла, подводимого к установке для перевода вещества в плазму, для этого рабочее вещество должно быть изолировано от окружающей "холодной" среды.

Преимущества использования термоядерного синтеза для получения энергии:

- энергия, выделившаяся на один нуклон в результате термоядерной реакции, значительно превышает энергию, выделившуюся на один нуклон в результате деления ядер урана;

- топливом для термоядерных установок является тяжелый водород (нерадиоактивный изотоп водорода), а его много в морской воде;
- нет опасного радиоактивного излучения, и в процессе реакции не будет радиоактивных отходов.

Проблемы использования термоядерного синтеза:

- утечка трития (одного из изотопов водорода, участвующего в реакции)
- радиация нейтронами.

Вспомни тему "Атомная физика" за 9 класс:

Радиоактивность.
Радиоактивные превращения.
Состав атомного ядра. Ядерные силы.
Энергия связи. Дефект масс.
Деление ядер урана.
Ядерная цепная реакция.
Ядерный реактор.
Термоядерная реакция.

Другие страницы по теме "Атомная физика" за 10-11 класс:

Строение атома
Квантовые постулаты Бора
Методы регистрации частиц
Естественная радиоактивность
Радиоактивный распад
Закон радиоактаивного распада
Ядерные силы
Открытие электрона
Открытие протона
Открытие нейтрона
Строение ядра атома
Изотопы
Энергия связи ядра
Ядерные реакции
Деление ядер урана. Цепная реакция
Ядерный реактор. Атомная бомба
Термоядерная реакция
Водородная бомба
Топливные ресурсы. Ядерная энергетика

ТЕРМОЯДЕРНАЯ БОМБА

В современные ядерные бомбы можно назвать одновременно и термоядерными и водородными, т.к. в них используют энергию синтеза ядер изотопов водорода: дейтерия и трития.

Понятия критической массы для термоядерной бомбы не существует.

В водородной бомбе обычная плутониевая бомба служит запалом. При взрыве плутониевого запала температура достигает 100 млн. градусов, ядра водорода преодолевают силы отталкивания и сливаются в ядро гелия, выделяя огромную энергию, в три раза большую, чем уран-235 такой же массы.

Первая водородная бомба была взорвана в 1952 году. Самая большая из уже взорванных термоядерных бомб в 5 тысяч раз мощнее бомбы, сброшенной на Хиросиму.