Реакция синтеза

При осуществлении термоядерной реакции синтеза ядра гелия из ядер изотопов водорода — дейтерия и трития — по схеме [c.343]

Итак, термоядерные реакции — это реакции синтеза атомных ядер, эффективно протекающие при сверхвысоких температурах (десятки и сотни миллионов градусов) и способствующие поддержанию этих температур за счет большого энерговыделения. [c.325]

В целях промышленно-технического использования термоядерной энергии слияния необходимо овладеть управляемыми термоядерными реакциями, которые могут быть вызваны по воле человека и интенсивность течения которых могла бы регулироваться человеком. Управляемыми реакторами слияния будем называть такое устройство, в котором по воле человека могут протекать управляемые термоядерные реакции синтеза. [c.328]

Звезды и Солнце состоят в основном из водорода (по данным спектрального анализа, внешняя оболочка Солнца содержит 80% водорода, почти 20% гелия и на долю углерода, азота, кислорода приходится не более 1%), поэтому главное значение в жизни звезды имеют реакции синтеза ядер водорода в более тяжелые ядра, и в частности в ядра гелия аНе . [c.335]

Разогретая плазма в недрах Солнца и звезд удерживается гравитационными силами притяжения, это и обеспечивает естественное течение самоподдерживающихся термоядерных реакций. В результате протекания указанных термоядерных реакций синтеза ядер содержание водорода в звезде (в Солнце) уменьшается, [c.336]

Обе реакции относятся к реакциям синтеза легких элементов, которые должны приводить к освобождению энергии (см. 2, п. 5 . Более подробно реакции такого типа будут рассмотрены в гл. XII. [c.261]

Очень широкое применение находят две приведенные в 27 п. 1 реакции синтеза с образованием нейтронов [c.266]

А если учесть, что существующие на Земле запасы дейтерия практически неисчерпаемы (он входит в состав воды океанов), то станет ясно, что с осуществлением управляемой реакции синтеза в земных условиях будет полностью решена проблема энергоснабжения человечества. [c.479]

Легко видеть, что необходимым условием для возможности цепной реакции синтеза является очень высокая температура. Действительно, при рассмотрении ядерных реакций, идущих под действием заряженных частиц, было показано, что в этих процессах существенную роль играет кулоновский барьер, который препятствует ядерному взаимодействию даже при Q > О, если кинетическая энергия бомбардирующей частицы недостаточно велика. У легких ядер кулоновский барьер невысок, но все же для эффективного протекания реакций даже со столь легкими ядрами как в реакциях (65.1) и (65.2) нужны дейтоны с энергией примерно 0,1 Мэе. [c.479]

Чтобы реакция была самоподдерживающейся, дейтоны с такой энергией должны возникать в процессе самой реакции, подобно тому как в реакции деления возникают нейтроны деления, вызывающие новые акты деления. Разница заключается в том, что в реакции синтеза с самого начала процесса можно иметь достаточное количество дейтонов, но их энергия низка. [c.479]

Идея получения быстрых дейтонов в процессе реакции синтеза заключается в использовании высокой температуры, которая должна развиваться в этом процессе. [c.479]

Аналогичное явление должно происходить с дейтериевым газом при его нагревании, так что в принципе задача получения большого количества быстрых дейтонов может быть решена при помощи сильного нагревания дейтерия. В связи с этим реакции синтеза получили название термоядерных. [c.479]

Большая часть наших знаний о плазме получена из исследований газового разряда. В настоящее время интерес к изучению плазмы резко возрос в связи с проблемой энергетического использования термоядерных реакций синтеза легких ядер, а также в связи с использованием плазмы в качестве пара (рабочего вещества) в МГД-генераторах. При большой температуре газа, когда он находится в. состоянии плазмы и частицы движутся с большими скоростями, становятся возможными преодоление кулоновского потенциального барьера при столкновениях атомных ядер и их синтез. Практически особо важное значение представляет возбуждение термоядерных реакций в дейтерии, так как в этом случае такие реакции должны идти при относительно меньших температурах (Г 10 К). Горение ядер дейтерия в результате их синтеза в а-частицы приводит к выделению большой энергии. [c.215]

Если бы мюон жил на несколько порядков дольше положенного ему времени жизни ( 10 с), то он сыграл бы решаюш,ую роль в катализе ядерного синтеза. Идея (Ф. Франк, 1947) этого катализа состоит в том, что в мезомолекулах, т. е. в молекулах, в которых электроны заменены на мюоны, ядра находятся близко друг к другу и могут вступать в ядерную реакцию синтеза, если она энергетически возможна. [c.342]

Получение энергии в термоядерных реакциях синтеза связано с осуществлением в макроскопических масштабах управляемой реакции [c.588]

По современным спектроскопическим данным массовый состав вещества Вселенной таков около 70% водорода, 30% гелия и 1% более тяжелых элементов (углерода, кислорода и т. д.). Отсюда следует, что ядерные реакции в звездах должны быть термоядерными реакциями синтеза более тяжелых элементов из водорода. Из кривой зависимости удельной энергии связи ядра от массового числа (см. рис. 2.5) видно, что выделение ядерной энергии прекратится, когда все ядра водорода превратятся в ядра группы железа. Следовательно, полный запас ядерной энергии звезды составляет [c.603]

Термоядерные реакции синтеза дейтерия и трития, представляющие наибольший интерес для термоядерной энергетики, имеют вид [c.280]

Ядра могут преодолеть электростатический барьер, обусловленный взаимным отталкиванием ядер, только за счет кинетической энергии, и поэтому температура, при которой могут протекать термоядерные реакции синтеза, очень высока и составляет примерно 10 — 10 К. При такой температуре любое вещество находится в полностью ионизованном плазменном состоянии и состоит из ядер и свободных электронов. Реакция (7.2) энергетически более выгодна, так как протекает при температуре, примерно равной 4-10 К, тогда как для осуществления реакции (7.1) необходима температура около 310 К. [c.281]

Схемы утилизации теплоты реакции синтеза аммиака [c.413]

На рис. 13.13 приведены схемы утилизации теплоты реакции синтеза аммиака с помощью котлов-утилизаторов 2. Использование теплоты реакции позволяет получать пар в количестве 0,8 — 0,9 т/т аммиака. Перевод колонн синтеза I на работу с использованием теплоты реакции существенно улучшает техникоэкономические показатели агрегатов синтеза. [c.414]

Полоний реагирует со многими элементами. Температуры начала реакций синтеза, испарения и диссоциации его соединений приведены в табл. 20. Косвенным путем получены соединения полония с водородом и даже с гелием. [c.64]

Термоядерные ПЭ. Работы, ведущиеся в ряде стран с целью получить управляемую реакцию синтеза легких ядер — изотопов водорода, свидетельствуют, что эта задача может быть в ближайшие годы решена. Поэтому уже сейчас ведется подготовка к приему и переработке этой энергии в электрическую и механическую. [c.149]

Введение в исследовательскую практику последнего времени крупных экспериментальных установок сделало возможным развертывание работ по овладению новым источником энергии — термоядерными реакциями синтеза изотопов водорода (дейтерия, трития) и других легких элементов, эффективно протекающими при сверхвысоких температурах. Составив одну из крупнейших проблем современной ядерной физики, они впервые были искусственно воспроизведены в водородных бомбах как неуправляемые взрывные реакции, протекающие в миллионные доли секунды. Между тем для промышленного использования этого энергетического источника, по существу неисчерпаемого, так как практически неисчерпаемы запасы природных легких элементов (например, в морской воде), необходимо осуществление управляемых термоядерных реакций. На решении задач, связанных с овладением такими реакциями,— нагреве взаимодействующих веществ плазмы по крайней мере до [c.157]

Если — как сообщало Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) — разведанные мировые ресурсы каменного угля, торфа, нефти и природного газа составляют в пересчете на условное топливо около 3500 млрд, т, то ресурсы урана и тория, определяемые равными 15 млн. т, по запасам возможного для использования тепла эквивалентны 35 000 млрд, т угля, т. е. примерно в десять раз превышают запасы всего ископаемого органического топлива Дальнейшее неограниченное увеличение ресурсов ядерного горючего открывает овладение управляемыми термоядерными реакциями (реакциями синтеза ядер легких элементов), так как практически неистощим, например, запас такого легкого элемента, как дейтерий, в воде Мирового океана. Колоссальные энергетические ресурсы, скрытые в ядрах атомов, открывают неограниченные перспективы развития атомной энергетики. [c.173]

Однако вряд ли от них потребуется такая самоотверженность, ибо второй путь — осуществление реакции синтеза — должен привести к созданию земного искусственного Солнца — термоядерного реактора, который навсегда снимет с повестки дня энергетическую проблему. Вопрос только, как зажечь плазму. Однако советские [c.42]

Несмотря на то, что количество энергии, получаемой в результате единичной реакции синтеза, меньше по сравнению с реакцией деления, энергия в расчете на 1 кг вещества сопоставима и составляет 2,37-10 Дж. Такое количество энергии можно получить примерно из 3 м воды при помощи реакции синтеза по типу уравнений (2.2), (2.3), (2.4). Энергия, содержащаяся в 1 км морской воды, эквивалентна энергии, запасенной в 180 млн.т сырой нефти, что составляет около 1/1000 всех мировых геологических ресурсов нефти. Суммарный объем океанской воды по оценке равен примерно 1,5-10 км. Если удастся овладеть термоядерным синтезом, можно будет получить поистине неограниченный источник энергии. [c.41]

Термоядерный синтез—-не просто теоретическая возможность. Считается, что это основной механизм излучения энергии звезд. Термоядерный синтез лежит в основе водородной бомбы. Однако поддержание реакции синтеза [c.41]

Наибольшее количество избыточной энергии на килограмм реагентов приходится Па реакцию синтеза дейтерий — тритий, представленную в (2.4). Но в природе обычно третий не встречается, и потому желательно получать требуемое количество трития в самом реакторе. В этом смысле термоядерный реактор является реактором- размножителем , и это его свойство является наиболее опасным для окружающей среды. Согласно оценке уровень радиоактивности в термоядерном реакторе мощностью 5 ГВт в любой момент времени будет составлять 7-10 Бк трития. Такая радиоактивность сопоставима с наиболее опасной радиоактивностью изотопа йода 1, который образовался бы в реакторе деления аналогичной мощности, но биологическое воздействие радиоактивности трития существенно отличается от воздействия радиоактивности изотопа йода Проблема обращения с тритием должна решаться весьма тщательно. Это, однако, не означает, что ее решение представляет такие же технические сложности, какие возникают при решении проблемы удержания высокотемпературной плазмы. [c.42]

Ниже показано множество реакций синтеза [c.204]

Рис. 7.27. Зависимость эффективного сечения синтеза Сс кинетической энергии Е для различных реакций синтеза

Физические основы ядерной энергетики и техники. Исследуются физические условия а) протекания контролируемой цепной реакции деления ядер и б) протекания управляемых термоядерных реакций синтеза. Изучаются вопросы нейтроь 1 Ой физики и физики действия реакторов. Сюда же относятся физические основы mhoi o-численных вопросов ядерной техники (обращение с радиоактивными материалами и отходами производства, вопросы дозиметрии и защиты от излучения и др.). [c.9]

В этот период в СССР, США, Англии проводятся крупные исследования в области управляемых термоядерных реакций синтеза легких атомных ядер. В частности, советскими физиками под руководством Л. А. Арцимовича и М. А. Леонтовича проводились работы по созданию контролируемой термоядерной реакции синтеза в мощном газовом разряде. При этом встретился ряд серьезных трудностей, и проблема остается пока нерешенной. [c.14]

Задача безопасного отвода радиоактивных продуктов работы реакторо В скоро станет чрезвычайно сложной. Поэтому начиная с 1950 г. внимание ученых было обращено на реакции синтеза легких ядер в ядра более тяжелые, т. е. стали исследоваться термоядерные реакции. С большой поспешностью повсюду стремятся решить проблему управляемых термоядерных реакций. [c.324]

Вторым достоинством является то, что продукты термоядерной реакции синтеза состоят только из нерадиоактивных ядер. Поэтому реакция синтеза ядер в противоположиость реакции деления не создает проблемы удаления и хранения радиоактивных продуктов. [c.329]

Осаждение покрытий из паро-плазменной фазы является сложным многостадийным процессом, включающим стадии, которые, контролируются явлениями массо- и теплопереноса, адсорбции, десорбции, собственно стадию химической реакции синтеза, кристаллизации и формирование твердой фазы. [c.174]

В 2, П. 5 было показано, что кроме процесса деления тяжелых ядер может существовать еще один способ освобождения ядерной энергии — синтез легких ядер. Природа энергии Солнца и звезд подтверждает и практическую осуществимость реакций синтеза. Как известно, солнечная энергия освобождается в результате двух кольцевых процессов, называемых протоннопротонным и углеродно-азотным циклами, которые сводятся к последовательному преобразованию протонов в ядра гелия с выделением большого количества энергии. Продолжительность углеродно-азотного цикла составляет несколько десятков миллионов лет, а протонно-протонного — даже около 15 млрд. лет. Тем не менее из-за колоссального количества участвующих в циклах ядер Солнце непрерывно излучает огромную энергию. [c.478]

Прежде всего среди огромного многообразия экзотермических ядерных реакций очень трудно найти такую, которую можно, хотя бы в принципе, рассматривать как пригодную для ядерной энергетики. Как мы убедимся в этом параграфе, до сих пор удалось найти только три типа таких реакций деление тяжелых ядер нейтронами, реакции синтеза легчайших ядер и экзотермические реакции расщепления легчайших ядер. [c.561]

Для общей ориентировки в вопросе о том, какие ядерные реакции являются экзотермическими, можно воспользоваться кривой удельной энергии связи (см. рис. 2.5). Из этой кривой видно, что в среднем удельная энергия связи с ростом массового числа А сначала растет, а затем при А 50—60 достигает максимума (называемого железным , так как значению А = 56 соответствуют ядра изотопов железа), после чего снова убывает. Ядерная реакция экзотермична, когда конечные ядра связаны сильнее начальных. Поэтому можно утверждать, что, как правило, экзотермическими для легких (например, А л 10) ядер будут реакции синтеза более крупных ядер, а для тяжелых — реакции расщепления ядра на достаточно крупные осколки. Наиболее сильно кривая удельной энергии связи наклонена на краях. Поэтому наиболее выгодными энергетически будут реакции синтеза для самых легких ядер, а реакции расщепления — для са мых тяжелых. Кроме того, из-за резкого пика в энергии связи а-частицы сильно экзотермическими являются некоторые реакции наилегчайших ядер с образованием а-частиц в конечном состоянии. [c.561]

Любой способ получения энергии в конечном счете состоит в превращении первичной, т. е. располагаемой энергии, будь то внутренняя энергия органического топлива, или энергия расщепления ядер, или энергия ядер-ных реакций синтеза, или энергия полей, например, энергия электромагнитного поля, в ту форму энергии, которая необходима для данной конкретной цели. Наиболее распространенным, видом энергии является электрическая, представляющая собой универсальную форму энергии. К источнику энергии, т. е. к техническому устройству, служащему для преобразования энергии, предъявляется прежде всего требование возможно большей плотности потока преобразуемой энергии. [c.3]

В термоядерных установках с инерционным удержанием дейтерий-тритиевой плазмы реакция синтеза осуществляется в виде микровзрьгаов мишеней при воздействии на эти мишени мощным пучком лазерного излучения, пучками [c.286]

Следовательно, для образования комплексного сульфата КзРе (804)3 из сульфата калия и РегОз необходимо существование в среде 80з либо SO2. Многие исследователи считают, что возникновение комплексных сульфатов щелочных металлов протекает по реакции 8О3 с сульфатом щелочного металла и оксидами железа. Поскольку в топочном газе концентрация триоксида серы мала для реакции синтеза комплексных сульфатов, предполагается каталитическое образование SO3 внутри отложений. Катализатором при этом может быть РедОз. [c.33]

За последние годы работы по регулируемому термоядерному синтезу получили дальнейшее развитие. В исследовательских центрах страны — Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова, Новосибирском институте ядерной физики. Сухумском и Харьковском физико-технических институтах и других — ведутся разработка и изучение новых методов овладения термоядерным процессом (высокочастотного, турбулентного, ударного, ионноциклотронного нагрева плазмы и пр.). И если ни в одной термоядерной установке еш,е не удалось осуш ествить одновременное выполнение всех условий, необходимых для протекания реакции синтеза (высокой температуры, высокой плотности частиц и достаточного времени удержания плазмы), то в дальнейшем, несомненно, будут достигнуты новые успехи в решении этой сложнейшей задачи. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...