Концепции современного естествознания


k = 1 соответствует самоподдерживающейся реакции



страница18/64
Дата30.07.2018
Размер2.74 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   64
k = 1 соответствует самоподдерживающейся реакции, при которой число нейтронов со временем не изменяется.

При k < 1 цепная реакция деления ядер замедляется.

Различают управляемые и неуправляемые цепные реакции деления ядер. Так, при взрыве атомной бомбы происходит неуправляемая реакция. При хранении атомной бомбы, чтобы она не взорвалась, находящееся в ней радиоактивное вещество делят на две части с некритическими массами. Для взрыва атомной бомбы обе части сближают, общая масса делящегося вещества становится критической, в результате чего возникает неуправляемая цепная реакция, сопровождающаяся мгновенным выделением огромного количества энергии.

Управляемые цепные реакции осуществляются в ядерных реакторах атомных электростанций.

В природе есть изотопы, которые могут служить ядерным топливом (например, уран–235) или сырьем для его получения (например, уран –238, торий – 232).



Термоядерный синтез.

При слиянии легких ядерсинтезе атомных ядервыделяется колоссальная энергия. Энергия, приходящаяся на один нуклон, в реакции синтеза значительно больше, чем в реакции деления тяжелых ядер. Однако, синтез легких ядер возможен только при большой кинетической энергии. Очевидно, что энергетически выгоден синтез легких ядер с небольшим электрическим зарядом. Такими ядрами являются изотопы водорода. Однако, для осуществления реакции синтеза даже для изотопов водорода необходима чрезвычайно высокая температура – не менее 107 К, поэтому процесс слияния ядер называется реакцией термоядерного синтеза.

Искусственная реакция термоядерного синтеза осуществлена впервые в СССР в 1953 году, а затем через полгода в США при взрыве водородной (термоядерной) бомбы. Взрывчатое вещество водородной бомбы представляет собой смесь дейтерия и трития, а детонатором в ней служит обычная атомная бомба, при взрыве которой достигается высокая температура, необходимая для термоядерного синтеза.

Трудность практической реализации управляемого термоядерного синтеза заключается в том, что он возможен только при очень высокой температуре, при которой любое синтезируемое вещество будет находиться в плазменном состоянии и техническая проблема состоит в том, как удержать это вещество в ограниченном объеме. Один из способов решения данной проблемыудержание горячей плазмы в ограниченном объеме сильными магнитными полями. Этот способ впервые предложил наш соотечественник – А.Д.Сахаров (1921-1989).

Плазма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — в физике и химии полностью или частично ионизированный газ, который может быть как квазинейтральным, так и не квазинейтральным. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У.Круксом в 1879 году и названо «плазмой» И.Ленгмюром в 1928 году.

Первый в мире термоядерный реактор – «токамак» был построен в 1954 году в Институте атомной энергии им.И.В.Курчатова в Москве.

Ядерные реакции осуществляются в звездах.

Время излучения звезд за счет гравитационного сжатия не превышает 5·109 лет для всех звезд в наблюдаемом интервале масс. Процесс гравитационного сжатия звезды с повышением температуры будет продолжаться до тех пор, пока температура в центре звезды не поднимется до 107 K. Гравитационное сжатие будет остановлено начавшейся ядерной реакцией горения водорода. При сгорании водорода температура ядра звезды остается относительно постоянной и составляет примерно 107 K. Звезда находится в состоянии квазистатического равновесия, при котором энергия, высвобождаемая в термоядерных реакциях, компенсирует потери энергии на излучение с поверхности звезды. Звезда будет устойчива, когда уравновешиваются противодействующие эффекты гравитации и стремления горячих газов к расширению. Излучение Солнца образуется за счет синтеза ядер гелия путем слияния ядер водорода. Если считать, что Солнце состоит только из водорода и в результате ядерной реакции происходит полное сгорание водорода и превращение его в гелий, то при современном темпе сгорания водорода за счет ядерного источника Солнце способно излучать порядка 100 млрд. лет.



Каталог: doci -> kafedri -> phil
phil -> Примерная тематика докладов аспирантов по философии науки в 2015-2016 уч г. Общие проблемы философии науки «Венский кружок»
phil -> Примерная тематика рефератов аспирантов по истории науки в 2015-2016 уч г
phil -> Вопросы к экзамену по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Кандидатский экзамен по истории и философии науки
phil -> Чернов С. А. Начала философии. Ч. 2 – Учеб пособие – спбгут спб, 2005
phil -> Ш37 Рецензент
phil -> Вопросы к зачёту по дисциплине «Философские проблемы науки и техники»
phil -> Русская философия о роли личности в истории государства


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   14   15   16   17   18   19   20   21   ...   64


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница