Embedded Files
І розпад важких ядер (а), і синтез легких ядер (б) супроводжуються виділенням енергії.
Реакцію злиття легких ядер у більш важкі, яка відбувається за дуже високих температур (понад 107 °С) і супроводжується виділенням енергії, називають термоядерним синтезом.
Високі температури, тобто великі кінетичні енергії ядер, потрібні для того, щоб подолати сили електричного відштовхування ядер (однойменно заряджених частинок). Без цього неможливо зблизити легкі ядра на такі відстані, на яких починають діяти ядерні сили притягання.
Термоядерні реакції — це реакції синтезу (злиття) легких ядер за дуже високої температури.
Щоб такі ядра, наприклад Гідрогену, злилися, вони повинні наблизитися на відстань приблизно 10-15 м, тобто потрапити у сферу дії ядерних сил. Цьому наближенню протидіє кулонівське відштовхування ядер, яке вони можуть подолати лише тоді, коли матимуть велику кінетичну енергію теплового руху.
Енергія, яка виділяється під час термоядерних реакцій в одному акті синтезу з розрахунку на один нуклон, більша від такої, що виділяється в ланцюгових реакціях поділу ядер. Так, під час злиття важкого Гідрогену — Дейтерію з ізотопом Гідрогену - Тритієм виділяється близько 3,5 МеВ на один нуклон, тоді як під час поділу Урану на один нуклон виділяється енергія, що дорівнює приблизно 1 МеВ.
Здійснення керованих термоядерних реакцій на Землі дасть людству нове, практично невичерпне джерело енергії. Найбільш перспективні щодо цього реакції злиття Дейтерію з Тритієм:
Високі температури, тобто великі кінетичні енергії ядер, потрібні для того, щоб подолати сили електричного відштовхування ядер (однойменно заряджених частинок). Без цього неможливо зблизити легкі ядра на такі відстані, на яких починають діяти ядерні сили притягання.
У природі термоядерні реакції відбуваються в надрах зір, де ізотопи Гідрогену перетворюються на Гелій. Так, за рахунок термоядерних реакцій, що відбуваються в надрах Сонця, воно щосекунди випромінює в космічний простір 3,8 • 1026 Дж енергії. Це колосальна енергія — щоб стільки її отримати, потрібно спалити в тисячу разів більше вугілля, ніж мають усі відомі запаси на Землі.
Термоядерні реакції
Термоядерні реакції відбуваються за надвисоких температур (107-109 °С). За таких температур речовина є повністю йонізованою та перебуває в стані плазми.
Здійснення реакцій керованого термоядерного синтезу в земних умовах відкриє перед людством перспективу отримання екологічно чистої і практично невичерпної енергії.
На даному етапі розвитку науки та техніки вдалося здійснити тільки некеровану реакцію термоядерного синтезу у водневій бомбі, де висока температура досягалася за рахунок вибуху уранової або плутонієвої атомної бомби.
Фізика і техніка в Україні
Фізика і техніка в Україні
Інститут ядерних досліджень НАНУ (Київ) — провідна наукова установа в галузі ядерної фізики та атомної енергетики. Інститут був створений у 1970 р. на базі ядерних відділів Інституту фізики АН УРСР.
Засновником і першим директором інституту був академік НАНУ М. В. Пасічник. Згодом установу очолювали академік НАНУ О. Ф. Німець, академік НАНУ І. М. Вишневський, із 2015 р. директором інституту є член-кореспондент НАНУ Василь Іванович Слісенко.
Основні напрями роботи інституту — фундаментальні та прикладні дослідження з ядерної фізики низьких і середніх енергій, фізики реакторів, теорії ядра, ядерної спектроскопії, ядерної електроніки, радіаційної фізики, термоядерного синтезу, фізики плазми, а також взаємодії нейтронів, протонів, дейтронів, альфа-частинок та важких ядер із ядрами майже всіх елементів Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.
Під керівництвом провідних учених в інституті склалися відомі наукові школи: з нейтронної фізики, фізики ядерних реакцій із зарядженими частинками, мікроскопічної теорії ядра, ядерної спектроскопії, неприскорювальної фізики елементарних частинок.
Науковці інституту відіграли визначну роль в усуненні наслідків аварії на Чорнобильській АЕС.
Перевір себе
Перевір себе
1. У чому полягає суть термоядерних реакцій?
2. Яку енергію мають Сонце та інші зорі?
3. Хто з учених вивчав процеси, які відбуваються на Сонці та інших зорях?
Page updated
Google Sites
Report abuse