Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Тэрмаядзерная рэакцыя — разнавіднасць ядзернай рэакцыі, пры якой лёгкія атамныя ядры аб’ядноўваюцца ў больш цяжкія, за кошт кінетычнай энергіі іх цеплавога руху.
| Ядзерная фізіка | ||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||
Атамнае ядро · Радыеактыўны распад · Ядзерная рэакцыя · Тэрмаядзерная рэакцыя
| ||||||||||||||||
Паходжанне тэрміна
Для таго, каб адбылася ядзерная рэакцыя, зыходныя атамныя ядры павінны пераадолець так званы «кулонаўскі бар’ер» — сілу электрастатычнага адштурхвання паміж імі. Для гэтага яны павінны мець вялікую кінетычную энергію. Згодна з кінетычнай тэорыяй, кінетычную энергію мікрачасціц рэчыва (атамаў, малекул або іонаў) можна прадставіць у выглядзе тэмпературы, а такім чынам, награваючы рэчыва, можна дасягнуць ядзернай рэакцыі. Менавіта гэтую ўзаемасувязь награвання рэчыва і ядзернай рэакцыі і адлюстроўвае тэрмін «тэрмаядзерная рэакцыя».
Кулонаўскі бар’ер
Атамныя ядры маюць дадатны электрычны зарад. На вялікіх адлегласцях іх зарады могуць экранавацца электронамі. Аднак, для таго, каб адбылося зліццё ядраў, яны павінны наблізіцца на адлегласць, на якой дзейнічае моцнае ўзаемадзеянне. Гэта адлегласць — парадку памеру саміх ядраў і ў шмат разоў менш памеру атама. На такіх адлегласцях электронныя абалонкі атамаў (нават, калі б яны захаваліся) ужо не могуць экранаваць зарады ядраў, таму яны адчуваюць моцнае электрастатычнае адштурхванне. Сіла гэтага адштурхоўвання, у адпаведнасці з законам Кулона, адваротна прапарцыянальная квадрату адлегласці паміж зарадамі. На адлегласцях парадку памеру ядраў велічыня моцнага ўзаемадзеяння, якое імкнецца іх звязаць, пачынае хутка ўзрастаць і становіцца больш велічыні кулонаўскага адштурхоўвання.
Такім чынам, каб уступіць у рэакцыю, ядры павінны пераадолець патэнцыяльны бар’ер. Напрыклад, для рэакцыі дэйтэрый-трытый велічыня гэтага бар’ера складае прыкладна 0,1 МэВ. Для параўнання, энергія іанізацыі вадароду — 13 эВ. Таму рэчыва, якое ўдзельнічае ў тэрмаядзернай рэакцыі, будзе ўяўляць сабой практычна цалкам іанізаваную плазму.
Тэмпература, эквівалентная 0,1 МэВ, прыблізна роўная 109К, аднак ёсць два эфекты, якія зніжаюць тэмпературу, неабходную для тэрмаядзернай рэакцыі:
- Па-першае, тэмпература характарызуе толькі сярэднюю кінетычную энергію, ёсць часціцы як з меншай энергіяй, так і з большай. На самай справе ў тэрмаядзернай рэакцыі ўдзельнічае невялікая колькасць ядраў, якія маюць энергію нашмат больш за сярэднюю (т. зв. «хвост максвелаўскага размеркавання»).
- Па-другое, дзякуючы квантавым эфектам, ядры не абавязкова павінны мець энергію, якая перавышае кулонаўскі бар’ер. Калі іх энергія крыху менш бар’ера, яны могуць з вялікай імавернасцю тунэляваць скрозь яго.
Мюонны каталіз
Тэрмаядзерная рэакцыя можа быць істотна аблегчана пры ўвядзенні ў рэакцыйную плазму адмоўна зараджаных мюонаў.
Мюоны μ-, уступаючы ва ўзаемадзеянне з тэрмаядзерным палівам, утвараюць мезамалекулы, у якіх адлегласць паміж ядрамі атамаў паліва некалькі менш, што палягчае іх збліжэнне і, акрамя таго, павышае імавернасць тунэлявання ядраў праз кулонаўскі бар’ер.
Лік рэакцый сінтэзу Xc, якія ініцыююцца адным мюонам, абмежаваны велічынёй каэфіцыента прыліпання мюона. Эксперыментальна ўдалося атрымаць значэнні Xc ~ 100, г. зн. адзін мюон здольны вызваліць энергію ~ 100 × Х МэВ, дзе Х — энергетычны выхад каталізуемай рэакцыі.
Пакуль велічыня энергіі, што вызваляецца, менш, чым энергетычныя затраты на вытворчасць самога мюона (5-10 ГэВ). Такім чынам, мюонны каталіз пакуль энергетычна нявыгадны працэс. Камерцыйна выгадная вытворчасць энергіі з выкарыстаннем мюоннага каталізу магчыма пры Xc — 104.
Тэрмаядзерныя рэакцыі
| (1) | D | + | T | → | 4He | (3.5 MeV) | + | n | (14.1 MeV) | |||||||
| (2а) | D | + | D | → | T | (1.01 MeV) | + | p | (3.02 MeV) | (55 %) | ||||||
| (2б) | → | ³He | (0.82 MeV) | + | n | (2.45 MeV) | (45 %) | |||||||||
| (3) | D | + | ³He | → | 4He | (3.9 MeV) | + | p | (14.7 MeV) | |||||||
| (4) | T | + | T | → | 4He | + | 2 | n | + 11.3 MeV | |||||||
| (5) | 3He | + | 3He | → | 4He | + | 2 | p | ||||||||
| (6а) | 3He | + | T | → | 4He | + | p | + | n | + 12.1 MeV | (51 %) | |||||
| (6б) | → | 4He | (4.8 MeV) | + | D | (9.5 MeV) | (43 %) | |||||||||
| (6в) | → | 4He | (0.5 MeV) | + | n | (1.9 MeV) | + | p | (11.9 MeV) | (6 %) | ||||||
| (7) | D | + | 6Li | → | 2 | 4He | + 22.4 MeV - | |||||||||
| (8) | p | + | 6Li | → | 4He | (1.7 MeV) | + | 3He | (2.3 MeV)- | |||||||
| (9) | 3He | + | 6Li | → | 2 | 4He | + | p | + 16.9 MeV | |||||||
| (10) | p | + | 11B | → | 3 | 4He | + 8.7 MeV |
Прымяненне
Прымяненне тэрмаядзернай рэакцыі як практычна невычэрпнай крыніцы энергіі звязана ў першую чаргу з перспектывай асваення тэхналогіі (КТС). У цяперашні час навуковая і тэхналагічная база не дазваляе выкарыстоўваць КТС у прамысловых маштабах.
Разам з тым, непадуладная тэрмаядзерная рэакцыя знайшла сваё ўжыванне ў ваеннай справе. Упершыню тэрмаядзернае выбуховае прыстасаванне было выпрабавана ў лістападзе 1952 года ў ЗША, а ўжо ў жніўні 1953 года ў Савецкім Саюзе выпрабавалі тэрмаядзерную выбуховую прыладу ў выглядзе авіябомбы. Магутнасць тэрмаядзернага выбуховага прыстасавання (у адрозненне ад атамнага) абмежавана толькі колькасцю матэрыялу, які выкарыстоўваецца для яго стварэння, што дазваляе ствараць выбуховыя прылады практычна любой магутнасці.
Гл. таксама
- Ядзерны сінтэз
- Ядзерная рэакцыя
- Вадародная бомба
- Фузар Фарнсуорта — Хірша
Зноскі
- Мюонный катализ и ядерный бридинг, С. С. Герштейн, Ю. В. Петров, Л. И. Пономарев
- Гэта сумарны запіс паліўнага цыкла DT рэакцыі з вытворчасцю T праз Li
Вікіпедыя, Вікі, кніга, кнігі, бібліятэка, артыкул, чытаць, спампоўваць, бясплатна, бясплатна спампаваць, mp3, відэа, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнак, музыка, песня, фільм, кніга, гульня, гульні, мабільны, тэлефон, Android, iOS, Apple, мабільны тэлефон, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, ПК, Інтэрнэт, кампутар
Termayadzernaya reakcyya raznavidnasc yadzernaj reakcyi pry yakoj lyogkiya atamnyya yadry ab yadnoyvayucca y bolsh cyazhkiya za kosht kinetychnaj energii ih ceplavoga ruhu Yadzernaya fizikaAtamnae yadro Radyeaktyyny raspad Yadzernaya reakcyya Termayadzernaya reakcyya Asnoynyya terminyAtamnae yadro Izatopy Izabary Peryyad payraspadu Masavy lik Lancugovaya yadzernaya reakcyya Raspad yadrayZakon radyeaktyynaga raspadu Alfa raspad Beta raspad Gama vypramenvanne Skladany raspadElektronny zahop Dvajny beta raspad Unutranaya kanversiya Vypramenvanni ZahvatElektronny zahop Dzyalenne yadraSpantannae dzyalenneYadzerny sintezPraton pratonny cykl Vyadomyya vuchonyyaBekerel Bete Bor Gejzenberg Maryya Kyury P er Kyury Rezerford Sodzi Uiler FermiglyadzecpravicShema reakcyi dejteryj trytyjAnimiravanaya shema reakcyi dejteryj trytyj Pahodzhanne terminaDlya tago kab adbylasya yadzernaya reakcyya zyhodnyya atamnyya yadry pavinny peraadolec tak zvany kulonayski bar er silu elektrastatychnaga adshturhvannya pamizh imi Dlya getaga yany pavinny mec vyalikuyu kinetychnuyu energiyu Zgodna z kinetychnaj teoryyaj kinetychnuyu energiyu mikrachascic rechyva atamay malekul abo ionay mozhna pradstavic u vyglyadze temperatury a takim chynam nagravayuchy rechyva mozhna dasyagnuc yadzernaj reakcyi Menavita getuyu yzaemasuvyaz nagravannya rechyva i yadzernaj reakcyi i adlyustroyvae termin termayadzernaya reakcyya Kulonayski bar erAtamnyya yadry mayuc dadatny elektrychny zarad Na vyalikih adleglascyah ih zarady moguc ekranavacca elektronami Adnak dlya tago kab adbylosya zliccyo yadray yany pavinny nablizicca na adleglasc na yakoj dzejnichae mocnae yzaemadzeyanne Geta adleglasc paradku pameru samih yadray i y shmat razoy mensh pameru atama Na takih adleglascyah elektronnyya abalonki atamay navat kali b yany zahavalisya uzho ne moguc ekranavac zarady yadray tamu yany adchuvayuc mocnae elektrastatychnae adshturhvanne Sila getaga adshturhoyvannya u adpavednasci z zakonam Kulona advarotna praparcyyanalnaya kvadratu adleglasci pamizh zaradami Na adleglascyah paradku pameru yadray velichynya mocnaga yzaemadzeyannya yakoe imknecca ih zvyazac pachynae hutka yzrastac i stanovicca bolsh velichyni kulonayskaga adshturhoyvannya Takim chynam kab ustupic u reakcyyu yadry pavinny peraadolec patencyyalny bar er Napryklad dlya reakcyi dejteryj trytyj velichynya getaga bar era skladae prykladna 0 1 MeV Dlya paraynannya energiya ianizacyi vadarodu 13 eV Tamu rechyva yakoe ydzelnichae y termayadzernaj reakcyi budze yyaylyac saboj praktychna calkam ianizavanuyu plazmu Temperatura ekvivalentnaya 0 1 MeV pryblizna roynaya 109K adnak yosc dva efekty yakiya znizhayuc temperaturu neabhodnuyu dlya termayadzernaj reakcyi Pa pershae temperatura haraktaryzue tolki syarednyuyu kinetychnuyu energiyu yosc chascicy yak z menshaj energiyaj tak i z bolshaj Na samaj sprave y termayadzernaj reakcyi ydzelnichae nevyalikaya kolkasc yadray yakiya mayuc energiyu nashmat bolsh za syarednyuyu t zv hvost maksvelayskaga razmerkavannya Pa drugoe dzyakuyuchy kvantavym efektam yadry ne abavyazkova pavinny mec energiyu yakaya peravyshae kulonayski bar er Kali ih energiya kryhu mensh bar era yany moguc z vyalikaj imavernascyu tunelyavac skroz yago Myuonny katalizAsnoyny artykul Myuonny kataliz Termayadzernaya reakcyya mozha byc istotna ablegchana pry yvyadzenni y reakcyjnuyu plazmu admoyna zaradzhanyh myuonay Myuony m ustupayuchy va yzaemadzeyanne z termayadzernym palivam utvarayuc mezamalekuly u yakih adleglasc pamizh yadrami atamay paliva nekalki mensh shto palyagchae ih zblizhenne i akramya tago pavyshae imavernasc tunelyavannya yadray praz kulonayski bar er Lik reakcyj sintezu Xc yakiya inicyyuyucca adnym myuonam abmezhavany velichynyoj kaeficyenta prylipannya myuona Eksperymentalna ydalosya atrymac znachenni Xc 100 g zn adzin myuon zdolny vyzvalic energiyu 100 H MeV dze H energetychny vyhad katalizuemaj reakcyi Pakul velichynya energii shto vyzvalyaecca mensh chym energetychnyya zatraty na vytvorchasc samoga myuona 5 10 GeV Takim chynam myuonny kataliz pakul energetychna nyavygadny praces Kamercyjna vygadnaya vytvorchasc energii z vykarystannem myuonnaga katalizu magchyma pry Xc 104 Termayadzernyya reakcyi 1 D T 4He 3 5 MeV n 14 1 MeV 2a D D T 1 01 MeV p 3 02 MeV 55 2b He 0 82 MeV n 2 45 MeV 45 3 D He 4He 3 9 MeV p 14 7 MeV 4 T T 4He 2 n 11 3 MeV 5 3He 3He 4He 2 p 6a 3He T 4He p n 12 1 MeV 51 6b 4He 4 8 MeV D 9 5 MeV 43 6v 4He 0 5 MeV n 1 9 MeV p 11 9 MeV 6 7 D 6Li 2 4He 22 4 MeV 8 p 6Li 4He 1 7 MeV 3He 2 3 MeV 9 3He 6Li 2 4He p 16 9 MeV 10 p 11B 3 4He 8 7 MeVPrymyanennePrymyanenne termayadzernaj reakcyi yak praktychna nevycherpnaj krynicy energii zvyazana y pershuyu chargu z perspektyvaj asvaennya tehnalogii KTS U cyaperashni chas navukovaya i tehnalagichnaya baza ne dazvalyae vykarystoyvac KTS u pramyslovyh mashtabah Razam z tym nepaduladnaya termayadzernaya reakcyya znajshla svayo yzhyvanne y vaennaj sprave Upershynyu termayadzernae vybuhovae prystasavanne bylo vyprabavana y listapadze 1952 goda y ZShA a yzho y zhniyni 1953 goda y Saveckim Sayuze vyprabavali termayadzernuyu vybuhovuyu pryladu y vyglyadze aviyabomby Magutnasc termayadzernaga vybuhovaga prystasavannya u adroznenne ad atamnaga abmezhavana tolki kolkascyu materyyalu yaki vykarystoyvaecca dlya yago stvarennya shto dazvalyae stvarac vybuhovyya prylady praktychna lyuboj magutnasci Gl taksamaYadzerny sintez Yadzernaya reakcyya Vadarodnaya bomba Fuzar Farnsuorta HirshaZnoskiMyuonnyj kataliz i yadernyj briding S S Gershtejn Yu V Petrov L I Ponomarev Geta sumarny zapis paliynaga cykla DT reakcyi z vytvorchascyu T praz Li