Список использованой литературы
1. А.Н. Проценко «Энергия будущего». М.: «Мол. Гвардия», 1980.
2. Е.Б. Борисов, И.И. Пятнова , «Ключ к Солнцу». М.: Мол. Гвардия, 1964.
3. Л.С. Юдасин «Энергетика: проблемы и надежды». М.: «Просвещение», 1990.
4. А.Н. Проценко «Энергетика сегодня и завтра». М.: «Мол. Гвардия», 1987.
5. Ю.Г. Чирков «Занимательно об энергетике». М.: «Мол. Гвардия», 1981.
6. Интернет: http://ru.wikipedia.org
ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ* ‒ ядерные реакции между лёгкими атомными ядрами, протекающие при очень высоких температурах (Т > 107 ‒ 108 °К). Т. р. – основной (хотя и не единственный) тип процессов, в которых ядрам, испытывающим взаимное кулоновское отталкивание, удаётся, преодолев соответствующий электростатический барьер (рис. П.15.17), сблизиться на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил притяжения и, провалившись в образуемую ими глубокую потенц. яму, совершить ту или иную экзоэнергетич. (т. е. сопровождающуюся выделением энергии) ядерную перестройку. Под «выделением энергии» подразумевается выделение в продуктах реакции избыточной кинетич. энергии, равной увеличению суммарной энергии связи. Т. о., относительно рыхлые ядра перестраиваются в более прочно связанные, а поскольку ядра с наибольшей энергией связи на один нуклон находятся в ср. части периодич. системы Менделеева, то наиб, типичным механизмом экзоэнергетич. реакции является слияние (синтез) легчайших ядер в более тяжёлые. Вместе с тем существуют и экзоэнергетич. реакции деления лёгких ядер, напр, благодаря особой прочности ядра 4Не возможна реакция 11В + р → 34Не + 8,7 МэВ. Ниже, для краткости, все охарактеризованные выше процессы именуются реакциями ядерного синтеза (ЯС).
По механизму преодоления кулоновского барьера реакции ЯС можно разделить на два осн. класса: A ‒ реакции при неискажённом барьере, требующие для своего протекания достаточно большой относит, энергии сталкивающихся ядер, которая сообщается им в результате ускорения или сильного разогрева; Б ‒ реакции т. н. холодного синтеза, которые становятся возможными в результате сильного искажения самого барьера ‒ прежде всего его сужения благодаря «срезанию» внешней, наиб, широкой части.
Реакции класса A могут реализоваться либо в некотором ускорителе (реакция ЯС на мишени; возможен также случай «микроускорителя», см. ниже), либо в высокотемпературной плазме звёздных недр, ядерного взрыва, мощного газового разряда или в плазме вещества, разогретого гигантским импульсом лазерного излучения, бомбардировкой интенсивным пучком частиц и т. п.; именно в последнем круге явлений реакции ЯС сводятся к собственно Т. р.
Реакции класса Б являются следствием таких физически разнородных явлений, как: 1) смятие кулоновского барьера колоссальным давлением в недрах плотных звёзд (ρ ˃˃ 104 г/см3) ‒ случай т.н. пикноядерных реакций; 2) прямое кулоновское экранирование поля дейтрона или протона захваченным на боровскую орбиту отрицат. мюоном (рис. П.15.17) ‒ случай т. н. мюонного катализа.
Существуют и такие реакции ЯС, сама принадлежность к-рых к классу А или Б пока совершенно неясна. Это относится, в частности, к сенсационным экспериментам Флейшмана ‒ Понса (США, 1989, т. н. холодный синтез), в к-рых реакции ЯС наблюдались при электролитич. насыщении дейтерием кристаллич. решётки палладия (а затем титана и др.). Физически более интересным и практически крайне заманчивым механизмом ЯС здесь явилась бы взаимная кулоновская экранировка дейтронов в результате каких-то весьма нетривиальных квантово-механич. эффектов (класс Б), однако более вероятным механизмом представляется всё же ускорение дейтронов в электрич. полях, возникающих в микротре 
щинах решётки при электролизе или при внедрении в неё дейтронов из газовой среды под давлением (класс A).
Непреходящий интерес к реакциям Я С, и прежде всего к Т. р., связан с тем, что они являются: 1) гл. источником энергии Солнца и звёзд, а также механизмом дозвёздных и звёздных процессов синтеза атомных ядер хим. элементов; 2) одной из физ. основ ядерного взрыва и (термоядерного оружия; 3) основой управляемого термоядерного синтеза (УТС) ‒ экономически и экологически перспективного направления энергетики будущего.
Скорости Т. р. Для ряда экзоэнергетических ядерных реакций, представляющих интерес в проблеме УТС, в табл.П.15.2 приведены значения энерговыделения и макс. эфф. сечения σмакс.
| Таблица П.15.2 | ||||
| Экзоэиергетические реакции между лёгкими ядрами | ||||
| № | Реакция | Энерговы деление, МэВ | σмакс, барн (в области энергий ≤ 1 МэВ) | Энергия налетающей частицы, соответствующая σмакс, МэВ |
| р + р → d + е + + ν | 2,2 | 10‒23 | ||
| р + d → 3Не + γ | 5,5 | 10‒6 | — | |
| p + t → 4Не + γ | 19,7 | 10‒6 | — | |
| d + d → t + р | 4,0 | 0,16 (при 2 МэВ) | 2,0 | |
| d + d → + 3Не + n | 3,3 | 0,09 | 1,0 | |
| d + d → 3Не + γ | 24,0 | — | — | |
| d + t → 4Не + n | 17,6 | 5,0 | 0,13 | |
| t + d → 4Не + n | 17,6 | 5,0 | 0,195 | |
| t + t → 4Не + 2n | 11,3 | 0,10 | 1,0 | |
| d + 3Не → 4Не + р | 18,4 | 0,71 | 0,47 | |
| 3Не + 3Не → 4Не + 2р | 12,8 | — | — | |
| n + 6Li → 4Не +t | 4,8 | 2,6 | 0,26 | |
| р + 6Li → 4Не + 3Не | 4,0 | 10-4 | 0,3 | |
| р + 6Li → 24Не + γ | 17,3 | 6·10-3 | 0,44 | |
| d + 6Li → 7Li + р | 5,0 | 0,01 | 1,0 | |
| d + 6Li → 24Не | 22,4 | 0,026 | 0,60 | |
| d + 7Li → 24Не + n | 15,0 | 10-3 | 0,2 | |
| р + 9Ве → 24Не + d | 0,56 | 0,46 | 0,33 | |
| р + 9Ве → 6Li + 4Не | 2,1 | 0,35 | 0,33 | |
| Р + 11В → 34Не | 8,7 | 0,6 | 0,675 | |
| Р +15N → 12С + 4Не | 5,0 | 0,69 (при 1,2МэВ) | 1,2 | |
| р – протон, d – дейтрон (ядро дейтерия 2Н), t – тритон (ядро трития 3Н), n ‒ нейтрон, е+– позитрон, ν ‒ нейтрино, γ ‒ фотон. Распределение энерговыделения между продуктами реакции обычно обратно пропорционально их массам. | ||||
На рис. П.15.18 приведены зависимости σ от энергии налетающей частицы (в ф-лах реакций ‒ первая слева). При интерпретации этих данных, и в частности большого разброса значений σмакс, следует иметь в виду, что сечение любой из реакций есть, грубо говоря, произведение сечения прохождения сквозь кулоновск. барьер и вероятности последующего, собстсвенно ядерн., превращения
Дата добавления: 2015-05-19; просмотров: 768;