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: 818;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.