Реакция слияния (синтеза)

Энергия относительного движения ядер может быть увеличена путем повышения температуры. Поэтому повышение температуры приводит к быстрому возрастанию вероятности туннельного сближения ядер Ai и Л2. Сущность ядерных реакций слияния в том и состоит, что оголенные атомные ядра за счет своей кинетической энергии при столкновении преодолевают потенциальный барьер и подходят друг к другу на такое близкое расстояние что под действием ядерных сил сцепления они сливаются в единую систему — новое, более сложное ядро. Поскольку необходимая для слияния ядер кинетическая энергия подводится к ним как тепловая энергия, то такие ядерные реакции и называются термоядерными реакциями слияния (синтеза). [c.325]

Реакция деления тяжелых ядер не единственный путь высвобождения атомной энергии. Ученые нашли и другой путь — реакция слияния (синтеза) ядер легких элементов, Известно, что устойчивость ядра определяется равновесием ядерных и электростатических сил. Ядерные силы стягивают протоны и нейтроны в единое целое, как силы поверхностного натяжения стягивают молекулы воды в каплю. Эти силы уравновешивают силы отталкивания одноименно заряженных частиц — протонов. Ранее шла [c.22]

Сравнение энергий связи для легких и тяжелых ядер показывает энергетическую выгодность слияния (синтеза) первых и разделения на части (реакция деления) вторых. [c.99]

Для синтеза нуклидов с 6<2= 28 исходным материалом могут служить ядра Не, С, О, Ne, Si, образовавшиеся на более ранних, гидростатич. этапах эволюции звезды. Основными при взрывном горении Не, С, 0 являются реакции слияния трёх -частиц ( Не), а также парного взаимодействия ядер i , 0. [c.270]

Ядерный реактор является устройством, обеспечивающим высвобождение энергии при делении нейтронами ядер тяжелых элементов (урана, плутония или их смеси) или при слиянии ядер легких элементов (водорода, дейтерия или лития] под воздействием частиц высокой энергии, способных нагреть легкие атомы до температуры в миллионы градусов (стабильная управляемая реакция термоядерного синтеза требует температур 10 Си выше). Пока промышленное значение имеют лишь реакторы первого типа. [c.228]

Лазерный термояд. Этим термином обозначается идея осуществления управляемого термо-. ядерного синтеза с помощью лазерного излучения. Для этого необходимо добиться сближения легких ядер (дейтерия, трития) на столь малое расстояние, Чтобы между ними произошла ядер-ная реакция слияния. Но для сближения необходимо преодолеть кулоновскую силу отталкивания положительно заряженных ядер. Для этого им необходимо сообщить достаточно большую кинетическую энергию (нагреть вещество). [c.29]

Г. Термоядерными реакциями называются экзотермические ядерные реакции (VI.4.8.3 ) синтеза легких ядер в более тяжелые. Термоядерные реакции эффективно происходят при сверхвысоких температурах порядка 10 —10 К. При термоядерных реакциях выделяется весьма большая энергия, превышающая энергию, которая выделяется при делении тяжелых ядер (VI.4.11.2 ). Например, при реакции слияния ядер дейтерия и трития 1Т (VI.4.1.2 ) в ядро гелия Ще [c.498]

Для синтеза далёких Т. э. используются яд. реакции слияния и деления. В первом случае ядра мишени и ускоренного иона полностью сливаются, а избыточная энергия образовавшегося возбуждённого составного ядра снимается путём испарения нейтронов. При использовании ионов С, О, Не и мишеней из Ри, Ст, С (плутония, кюрия, калифорния) образуется сильно возбуждённое составное ядро (энергия возбуждения 40—60 МэВ). Каждый испаряемый нейтрон способен [c.765]

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]

Ядерный синтез. Реакция синтеза заключается в слиянии легких ядер и образовании тяжелых ядер при чрезвычайно высоких температурах. Многие склонны считать ядерный синтез панацеей от всех проблем, связанных с энергоснабжением, после того как будет разработана соответствующая технология. Потенциальные преимущества здесь действительно кажутся значительными. Исходное топливо — дейтерий встречается практически в неограниченных количествах и доступен при незначительных затратах. Продуктом ядерной реакции является гелий — нетоксичное и нерадиоактивное вещество. Отсутствует опасность выхода из-под контроля цепной реакции. Уровень радиоактивности относительно низок. Некоторые специалисты считают, что отсутствует возможность похищения материалов для производства ядерного оружия, хотя другие отмечают, что тритий, тяжелый изотоп водорода, масса которого в три раза превышает массу обычного водорода, ведет себя в процессе подобно дейтерию (масса которого вдвое превышает массу обычного водорода), тритий же используется в водородных бомбах. [c.230]

МЮОННЫЙ КАТАЛИЗ — явление синтеза (слияния) ядер изотопов водорода, происходящее при существ, участии отрицательно заряж. мюонов. Мюоны, образуя с ядрами мезомолекулы, способствуют сближению ядер на расстояния, достаточные для протекания ядерной реакции. Освобождаясь после акта реакции, р могут повторить этот процесс (т. е. они выступают в качестве катализатора). [c.229]

Одним из самых распространенных химических методов получения высокодисперсных порошков нитридов, карбидов, боридов и оксидов является плазмохимический синтез [42—48]. Основные условия получения высокодисперсных порошков этим методом — протекание реакции вдали от равновесия и высокая скорость образования зародышей новой фазы при малой скорости их роста. В реальных условиях плазмохимического синтеза получение наночастиц целесообразно осуществлять за счет увеличения скорости охлаждения потока плазмы, в котором происходит конденсация из газовой фазы благодаря этому уменьшается размер образующихся частиц, а также подавляется рост частиц путем их слияния при столкновении. [c.23]

Зависимость средней энергии связи от массового числа в(А) (рис. 7) показывает, что энергия связи нуклона в наиболее легких ядрах, так же как и в наиболее тяжелых, меньше, чем в ядрах с промежуточными массовыми числами. Другими словами, сумма масс легких ядер, рассматриваемых самостоятельно, больше массы среднего ядра, образованного при их слиянии. Следовательно, соединение нескольких легких ядер в одно более тяжелое ядро должно также приводить к освобождению энергии, причем, как показывает крутизна подъема кривой, в таких реакциях синтеза должно выделиться существенно больше энергии на один нуклон, чем в реакции деления. Бели при делении выделяется энергия порядка 1 Мэв на нуклон, то реакция синтеза, например реакция между дейтоном и тритием [c.222]

Атомную энергию можно использовать не только при помощи деления ядер атомов, но и путем их соединения, т. е. при помощи реакций синтеза или слияния, являющихся термоядерными реакциями (например, путем образования гелия из водорода). [c.11]

Первые опыты по синтезу 105-го элемента начались в Дубне в 1967 году под руководством академика Г. Н. Флерова. Была выбрана реакция полного слияния ионов неона-22 (ускоренных на циклотроне до энергии около 120 Мэв) с америцием-243 [c.221]

Характерный пример термоядерной реакции синтеза с вьщелением значительной энергии — слияние ядер дейтерия ( О) и трития ( Т) с образованием ядра гелия ( Не) и освобождением нейтрона (п) [c.89]

Как известно, большие надежды на решение энергетических проблем возлагаются на управляемые термоядерные реакции. В основе этих процессов лежит реакция синтеза ядер, обладающая эффективным выделением энергии при малых эксплуатационных затратах и практическим отсутствием радиоактивных отходов. Одна из таких реакций заключается в слиянии ядер дейтерия и изотопа гелий-3. Па Земле данный изотоп встречается крайне редко. Специалисты оценивают его доступные запасы чрезвычайно малой величиной — около 500 килограммов. Па Луне же в течение четырех миллиардов лет лунный грунт, как губка, впитывал гелий-3, приносимый солнечным ветром Результаты анализа образцов лунного [c.374]

Реакции, в ходе которых происходит слияние простых атомных ядер в более сложные, то есть синтез ядер, носят название термоядерных. Именно они являются источником колоссальной энергии, излучаемой звездами, в том числе и нашим Солнцем. В этой звездной реакции четыре ядра водорода, сливаясь, образуют одно ядро атома гелия. В этом случае выделяется огромная энергия. Однако науке удалось пока искусственно осуществить только термоядерные реакции взрывного характера — они используются в так называемом водородном атомном оружии. В направлении осуществления управляемых термоядерных реакций, которые могли бы [c.677]

УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ (УТС), процесс слияния лёгких атомных ядер, проходящий с выделением энергии, при высоких темп-рах в регулируемых, управляемых условиях. УТС пока ещё не реализован. Для осуществления реакций синтеза [c.784]

ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ — реакции слияния (синтеза) легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при очень высоких темн-рах ( -10 ° и выше). Поскольку ядра с наибольшей энергией связи (см, также Упаковочный множитель) на 1 нуклон находятся в средней части периодич. системы Менделеева, Т. р. являются, как правило, процессами образования более плотно упакованных ядер из более рыхлых и потому сопровождаются выделением энергии (точнее, выделением в продуктах реакции избыточной кинетич. эне])гии, равной увеличению полной энергии связи). Т. о., сам механизм экзоэнергетич. сдвига к средней части периодич. системы (слияние) здесь противоположен тому, к-рый имеет место при делении ядер. Большое эперговыделение в ряде Т. р. обусловливает их важность для астрофизики, ядерной и прикладной физики дополнительный интересный аспект Т. р. —их важная роль в дозвездных и звездных процессах синтеза ядер химич. элементов. [c.176]

ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ — реакции слияния лёгких ядер в более тяжёлые происходят при высоких темп-рах и сопровождаются выделением энергии. Устройство для проведения Т. с.—термоядерный реактор—находится в стадии разработки. Подробнее см. Термочдернме реакции, Управляе.чый термоядерный синтез. [c.107]

На основе лабораторных исследований ядерных реакций Бете (1938) пришел к заключению, что энергия, излучаемая Солнцем, - это продукт происходящего на Солнце процесса слияния (синтеза) ядер атомов водорода (протонов) в атомные ядра гелия При этом возникают также позитроны (е+) и нейтрино (у) в соответствии с бруттоуравненйем [отнесенным к одному молю (4 г) Не. [c.42]

В обычном стабильном в-ве при не слипгеом высокой темп-ре С. в. не вызывает никаких процессов и его роль сводится к созданию прочной связи между нуклонами в ядрах (энергия связи составляет в ср. ок. 8 МэВ на нуклон). Однако при столкновениях ядер или нуклонов, обладающих достаточно высокой энергией, С. в. приводит к многочисл. ядерным реакциям. Особенно важную роль в природе играют реакции слияния (термоядерного синтеза), в результате к-рых четыре нуклона объединяются в ядро гелия. Эти реакции (при существ. участии также и слабого вз-ствия) идут на Солнце и явл. осн. источником используемой на Земле энергии. Начиная с энергий сталкивающихся нуклонов порядка неск. сотен МэВ, С- в. приводит к рождению л-мезонов, а при ещё больших энергиях — к рождению странных частиц К-мезонов, гиперонов), < очаро-ванных частиц, красивых частиц и множества мезонных и барионных резонансов. Все эти сильно взаимодействующие ч-цы наз. адронами. [c.678]

По мере проднижения ко всё более далёким элементам в реакции синтеза оказываются вовлечёнными всё более массивные бомбардирующие частицы. Их слияние с ядрами мишени не всегда осуществляется беспрепятственно. Т. о., процессы слияния и деления ядер определяют возможности продвижения к новым элементам конца перио-дич. системы элементов. [c.158]

Реакции синтеза. Для синтеза изотопов трансфермиевых элементов (Z 100) используются ядерные реакции полного слияния взаимодействующих ядер (мишени Z , и бомбардирующей частицы Z,, Л/,), в результате чего образуется возбуждённое составное ядро (/4с = -1-у4 , Z = Z -t-Zi ), к-рое затем переходит в осн. состояние путём эмиссии нейтронов и у-квантов. [c.159]

УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ (УТС) — процесс слияния лёгких атомных ядер, проходящий с выделением энергии при высоких темп-рах в регулируемых управляемых условиях. УТС пока ещё не реализован. Для осуществления реакций синтеза реагирующие ядра должны быть сближены на расстояние порядка 10 см, после чего процесс их слияния происходит с заметной вероятностью за счёт туннельного эффекта. Для преодоления потенц. барьера сталкивающимся лёгким ядрам должна быть сообщена энергия 10кэВ, что соответствует темп-ре 10 К. С увеличением заряда ядер (порядкового номера Z) их кулоновское отталкивание усиливается и величина необходимой для реакции энергии возрастает. Эфф. сечения (р, р)-реакций, обусловленных слабыми взаимодействиями, очень малы. Реакции между тяжёлыми изотопами водорода (дейтерием и тритием) обусловлены сильным взаимодействие.м и имеют сечение на 22—23 порядка выше (см. Термо.ндерные реакции). Различия в величинах энерговыделения в реакциях синтеза не превышают одного порядка. При слиянии ядер дейтерия и трития оно составляет 17,6 МэВ. Большая скорость этих реакций и относительно высокое энерговыделение делают равнокомпонентную смесь дейтерия и трития наиб, перспективной для решения проблемы УТС. Тритий радиоактивен (период no.tyраспада 12,5 лет), не встречается в природе. Следовательно, для обеспечения работы термоядерного реактора, используютцего в качестве ядерного горючего тритий, должна быть предусмотрена возможность его воспроизводства. С этой целью рабочая зона реактора может быть окружена слоем лёгкого изотопа лития, в к-ром будет идти реакция [c.230]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...