Презентація на тему «Реакції термоядерного синтезу»

content: Реакції термоядерного синтезуТермоядерні реакції та їх джерелаНуклеосинтезТермоядерна зброяТермоядерна енергетика

content: Термоядерні реакції — це реакції злиття легких ядер, що протікають при високих температурах з виділенням великої кількості енергії.Необхідні для протікання термоядерної реакції умови:to = 107 – 108 o Cвідстань між атомами = 10-14 мКінетична енергія, необхідна для подолання взаємного відштовхування, повинна збільшуватися в міру збільшення заряду ядра.Для злиття ядер необхідно подолати відразливі сили. Це можливо лише у випадку, якщо самі ядра володіють дуже великою енергією, в першу чергу, кінетичної енергією руху, тобто тоді, коли їх швидкість досить велика.

content: Атом водню — найпростіший з усіх існуючих атомів. Він складається з одного протона, який є його ядром, навколо якого обертається єдиний електрон.Дейтерій (2H) — «важкий ізотоп» водню. Ядро дейтерію складається з протона і нейтрона.Існує третій ізотоп водню — тритій, в ядрі якого містяться один протон і два нейтрони.У термоядерній реакції синтезу беруть участь 2 ізотопи водню:тритійдейтерій При злитті дейтерію і тритію, утворюється атом ядра гелію і 1 нейтрон.→ 17,6 МеВ Також існує другий тип реакції: при злитті двох ядер дейтерію утворюється 1 ядро Гелію:

content: Головна послідовністьГоловна послідовність — це вузька смуга на діаграмі Герцшпрунга—Рассела, яка перетинає її по діагоналі. На ній розташовується понад 90% усіх відомих зір Чумацького Шляху, зокрема Сонце.Джерелом енергії зір головної послідовності є термоядерні реакції.Стадія перебування на головній послідовності — найтриваліший етап еволюції зорі.

content: НуклеосинтезНуклеосинтез — процес утворення ядер атомів хімічних елементів під час еволюції Всесвіту.В надрах зірок постійно протікають реакції синтезу. Енергія, що виділяється у цих реакціях, випромінюється в навколишній простір у вигляді електромагнітних хвиль, завдяки чому зорі світяться.У зорях, подібних до Сонця цей процес відбувається через протон-протонний ланцюжок, а в гарячіших — через вуглецево-азотний цикл.

content: Протон-протонний ланцюжок (водневий цикл) — низка термоядерних реакцій, у яких водень перетворюється на гелій. Даний ланцюжок є основним джерелом енергії зір невеликої маси (до 1,2 M☉), що перебувають на головній послідовності.Гілка реакціїto С протіканняРРІ10 млн. K (густина = 100 г/см3)РРІІ13—15 млн. KРРІІІ15—17 млн. KТеорію про те, що Протон-протонний ланцюжок є основним джерелом енергії Сонця та інших зір, висунув Артур Едінгтон у 1920 роках.

content: Вуглецево-азотний цикл (також цикл Бете) — ланцюжок термоядерних реакцій, внаслідок яких водень перетворюється на гелій та виділяється енергія. Запропонований 1938 року Гансом Бете як джерело енергії звичайних зір із температурою в центральній частині близько 20 млн K.12C + 1H → 13N + γ + 1,95 МеВ (1,3·107 років)13N → 13C + e+ + νe + 1,37 МеВ (7 хвилин)13C + 1H → 14N + γ + 7,54 МеВ (2,7·106 років)14N + 1H → 15O + γ + 7,29 МеВ (3,2·108 років)15O → 15N + e+ + νe + 2,76 МеВ (82 секунди)15N + 1H → 12C + 4He + 4,96 МеВ (1,12·105 років)Головну роль у виділенні енергії відіграє найвідоміша перша гілка.

content: Термоядерна ЗброяТермоядерна бомба (воднева бомба) — тип зброї масового ураження, руйнівна сила якої базується на використанні енергії реакцій ядерного синтезу легких елементів. Маючи ті самі фактори, що і ядерна зброя, термоядерна має більшу потужність вибуху.У перших водневих бомбах як речовину для термоядерного синтезу використовували суміш важких ізотопів водню — дейтерію та тритію. У потужніших пристроях наступного покоління як термоядерне пальне застосовують Дейтерид літію-6 (6LiD чи 6Li2H).

content: Процес вибуху:A. Боєголовка перед вибухом. Обидва компоненти водневої термоядерної бомби.B. Вибухова речовина стискає плутонієву кулю першого ступеню й переводить її у надкритичний стан.C. Під час розщеплення в першому ступені утворюється потужний імпульс рентгенівського випромінювання.D. Плутонієвий стержень всередині другого ступеню переходить у надкритичний стан, ініціюючи ланцюгову реакцію, та виділяючи велику кількість тепла.E. У стиснутому та розігрітому дейтериді літію-6 розпочинається реакція синтезу; нейтронний потік, що випромінюється, є ініціатором реакції розщеплення тамперу.

content: Наслідки ВибухуПрямий вплив вибуху супербомби має троїстий характер. Найбільш очевидний з прямих впливів — це ударна хвиля величезної інтенсивності.В залежності від складу і маси пального матеріалу, залученого у вогняну кулю, можуть утворюватися гігантські вогняні урагани.Однак найнебезпечніший (хоча і вторинний) наслідок вибуху — це радіоактивне зараження навколишнього середовища.

content: Термоядерна енергетика – крок у майбутнєДосі на Землі не вдалося здійснити керовану термоядерну реакцію. Єдина можливість – це перевести речовину в стан плазми, а потім збільшити температуру плазми настільки, щоб ядра почали взаємодіяти.Однак на сьогоднішній день некерована термоядерна реакція — це вже не актуально. Необхідно освоїти керовану реакцію, щоб перетворювати одержувану енергію в електричну. Це може раз і назавжди позбавити людство від енергетичних проблем.

content: Переваги Термоядерної ЕнергетикиУникнення виділення радіоактивного випромінювання, оскільки енергетичним продуктом є «чиста» енергія світла.За кількістю одержуваної енергії термоядерні процеси набагато обганяють традиційні атомні реакції.Для отримання термоядерної енергії замість потоку нейтронів використовується висока температура, тому ризики катастрофи зникають.Паливо для термоядерних реакцій нешкідливе.

content: Дякуємо За Увагу !!!