1 слайд

2 слайд

Термоядерная реакция - реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре, сопровождающаяся выделением энергии Энергетически очень выгодна!!!

3 слайд

Синтез 4 г гелия Сгорание 2 вагонов каменного угля Сравнение термоядерной энергии и выделяющейся при реакции горения

4 слайд

Условия протекания термоядерной реакции Для того, чтобы произошла реакция синтеза, исходные ядра должны попасть в сферу действия ядерных сил(сблизиться на расстояние 10-14 м), преодолев силу электростатического отталкивания. Это возможно при большой кинетической энергии ядер. Для этого вещество должно иметь температуру 107 К. Поэтому реакция названа «термоядерной»(от лат. therme-тепло).

5 слайд

Неуправляемые термоядерные реакции На Солнце уже миллиарды лет происходит неуправляемый термоядерный синтез. По одной из гипотез в недрах Солнца происходит слияние 4 ядер водорода в ядро гелия. При этом выделяется колоссальное количество энергии 2. Водородная бомба. Фотография взрыва первой французской термоядерной бомбы Канопус, которая была испытана 24 августа 1968 года во Французской Полинезии.

6 слайд

Самой мощной из испытанных бомб была водородная бомба мощностью 57 мегатонн (57 миллионов тонн тротилового эквивалента), создана в СССР. Среди разработчиков были Сахаров, Харитонов и Адамский. Утром 30 октября 1961 года в 11:32 бомба, сброшенная с высоты 10 км, достигла высоты 4000 метров над Новой Землей (СССР) и была приведена в действие. Место взрыва напоминало ад – землю устилал толстый слой пепла от сгоревших скал. В радиусе 50 километров от эпицентра все горело, хотя перед взрывом здесь лежал снег высотой в человеческий рост, в 400 километрах в заброшенном поселке были разрушены деревянные дома.. Мощность взрыва в 10 раз превысила суммарную мощность всех взрывчатых веществ, использованных во второй мировой войне.

7 слайд

Механизм действия водородной бомбы. Последовательность процессов, происходящих при взрыве водородной бомбы, можно представить следующим образом. Сначала взрывается находящийся внутри оболочки заряд-инициатор термоядерной реакции (небольшая атомная бомба), в результате чего возникает нейтронная вспышка и создается высокая температура, необходимая для инициации термоядерного синтеза. Нейтроны бомбардируют вкладыш из соединения дейтерия с литием-6. Литий-6 под действием нейтронов расщепляется на гелий и тритий. Затем начинается термоядерная реакция в смеси дейтерия с тритием, температура внутри бомбы стремительно нарастает, вовлекая в синтез все большее и большее количество водорода.

8 слайд

Водородная бомба для стратегической авиации Самая первая водородная бомба, освоенная серийным производством и принятая на вооружение стратегической авиации. Окончание разработки - 1962 г. Музей РФЯЦ–ВНИИТФ г.Снежинск.

9 слайд

Преимущества управляемой термоядерной реакции Идея создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. В настоящее время (2010) управляемый термоядерный синтез ещё не осуществлён. Термоядерная энергетика, в которой используется абсолютно нерадиоактивный дейтерий и радиоактивный тритий, но в объемах в тысячи раз меньших, чем в атомной энергетике, будет более экологически чистой. А в возможных аварийных ситуациях радиоактивный фон вблизи термоядерной электростанции не превысит природных показателей. При этом на единицу веса термоядерного топлива получается примерно в 10 млн. раз больше энергии, чем при сгорании органического топлива, и примерно в 100 раз больше, чем при расщеплении ядер урана. Источник этот практически неисчерпаем, он основан на столкновении ядер водорода, а водород - самое распространенное вещество во Вселенной. Этой проблемой занимались в CCCР И.В. Курчатов, А.Д. Сахаров, И.Е. Тамм, Л.А.Арцимович, Е.П. Велихов

10 слайд

Основные направления исследований УТС Основная проблема – удержать газ при температуре 107 К (плазму) в замкнутом пространстве. На данный момент достаточно интенсивно финансируются две принципиальные схемы осуществления управляемого термоядерного синтеза. 1. Квазистационарные системы, в которых удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре. 2. Импульсные системы. В таких системах УТС осуществляется путем кратковременного нагрева небольших мишеней, содержащих дейтерий и тритий, сверхмощными лазерными или ионными импульсами. Такое облучение вызывает последовательность термоядерных микровзрывов.

11 слайд

ТОКАМАК- тороидальная вакуумная камера для магнитного удержания плазмы. Плазма удерживается магнитным полем, внутри которого плазменный «шнур» висит, не касаясь стенок камеры – «бублика». Впервые разработан в Институте атомной энергии им. Курчатова для исследования проблемы управляемого термоядерного синтеза. На камеру намотаны катушки для создания магнитного поля. Из вакуумной камеры сначала откачивают воздух, а затем заполняют её смесью дейтерия и трития. Затем, с помощью индуктора, в камере создают вихревое электрическое поле. Индуктор представляет собой первичную обмотку большого трансформатора, в котором камера ТОКАМАКа является вторичной обмоткой. Вихревое электрическое поле вызывает протекание тока в плазме и её нагрев.

12 слайд

Проблемы управляемого термоядерного синтеза в ТОКАМАКе Увеличение давления в плазме вызывает в ней процессы, отрицательно сказывающиеся на устойчивости этого состояния вещества. В ней возникают возмущения типа «шейки», «змейки» , что ведёт к выбрасыванию плазмы на стенки камеры. Они разрушаются и плазма остывает. Магнитное поле должно препятствовать движению плазмы поперек силовых линий. Пока ТОКАМАК, магнитное поле которого создаётся при помощи сверхпроводящих электромагнитов, требует для удержания жгута плазмы больше энергии, чем выделяется вследствие слияния ядер. Пока удаётся получить плотность плазмы 1014 частиц на см3 на время 1 с, что не позволяет пока запустить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию. Произведение плотности плазмы на время удержания должны быть в 20 раз больше, чем достигнуто сейчас. Для промышленного использования реакции термоядерного синтеза должны идти непрерывно в течение длительного времени. Чтобы добиться протекания реакции в требуемом масштабе, необходимо поднять давление в плазме.

13 слайд

В таких системах УТС осуществляется путем кратковременного сжатия и сверхбыстрого нагрева небольших мишеней, содержащих дейтерий и тритий, сверхмощными многоканальными лазерами или ионными импульсами. Такое облучение вызывает в центре мишени термоядерную реакцию. Мишень для УТС состоит из полой оболочки (1), слоя твердой замороженной ДТ смеси (2) и ДТ газа низкой плотности в центре мишени (3). Главная идея - осуществление такого режима сжатия мишени, когда до температуры зажигания доводится лишь ее центральная часть, а основная масса топлива остается холодной. Затем волна горения распространяется к поверхностным слоям топлива.

14 слайд

Ливерморская национальная лаборатория в Калифорнии - самый мощный в мире лазерный комплекс. 192 мощных лазера, которые будут одновременно направляться на миллиметровую сферическую мишень (около 150 микрограммов смеси дейтерия и трития). Температура мишени достигнет в результате 100 млн. градусов, при этом давление внутри шарика в 100 млрд. раз превысит давление земной атмосферы. То есть условия в центре мишени будут сравнимы с условиями внутри Солнца. Импульсная термоядерная установка подобна двигателю внутреннего сгорания, в котором происходят взрывы горючего, периодически подаваемого в рабочую камеру. Трудности УТС заключаются в проблеме мгновенно и равномерно нагреть смесь. Расчеты показывают, что если достичь плотности в 1000 раз выше плотности твердого водорода, то одного миллиона джоулей будет достаточно для поджига термоядерной реакции. Но пока в экспериментальных установках плотность возрастает лишь в 30-40 раз. Основное препятствие- недостаточная равномерность освещения мишени.

15 слайд

Термоядерный реактор будет потреблять очень небольшое количество лития и дейтерия. Например, реактор с электрической мощностью 1 ГВт будет сжигать около 100 кг дейтерия и 300 кг лития в год. Если предположить, что все термоядерные электростанции будут производить 5 ·1020 Дж в год, т.е. половину будущих потребностей электроэнергии, то общее годовое потребление дейтерия и лития составят всего 1500 и 4500 тонн. При таком потреблении содержащегося в воде дейтерия (0,015%) хватит на то, чтобы снабжать человечество энергией в течение многих миллионов лет. Термоядерный синтез-надежда современной энергетики

16 слайд

Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР Проблема управляемого термоядерного синтеза настолько сложна, что самостоятельно с ней не справится ни одна страна. Поэтому мировое сообщество избрало самый оптимальный путь - создание проекта международного термоядерного экспериментального реактора - ИТЭР, в котором на сегодня участвуют, кроме России, США, Евросоюз, Япония, Китай и Южная Корея. Термоядерный реактор будет построен в Кадараше (Франция) и введен в эксплуатацию примерно в 2016 году. Именно ТОКАМАК должен стать основой первого в мире экспериментального термоядерного реактора.

17 слайд

Топливо с Луны (гелий-3) Эта реакция требует более высоких температур, но является экологически чистой, поскольку выделяются не всепроникающие нейтроны, как в других ядерных реакциях, а заряженные протоны, которые несложно уловить без риска, что конструкционные материалы станут радиоактивными. Срок службы реактора значительно возрастает, конструкция упрощается, надежность возрастает. Так как протоны несут электрический заряд, возникает возможность прямого преобразования термоядерной энергии в электрическую, минуя потери на тепловое преобразование. На Земле гелия-3 всего 4 тысячи тонн. Для обеспечения России нужно приблизительно 20 тонн гелия-3 в год, для современной мировой экономики потребуется около 200 т гелия- 3 в год. Его запасы в грунте Луны составляет около 1 млн. т. Добыча гелия-3 вполне по силам космическим ведомствам уже сейчас.

Термоядерные Термоядерные реакции. реакции. 111111 Вид урока: ИНМ Цель: способствовать развитию информационно – коммуникативной компетенции Задача: рассказать о термоядерных реакциях

Масса покоя ядра урана >> суммы суммы Масса покоя ядра урана масс покоя осколков при делении – масс покоя осколков при делении – ТЯЖЁЛЫЕ ЯДРА ТЯЖЁЛЫЕ ЯДРА Масса покоя ядра гелия значительно Масса покоя ядра гелия значительно << суммы масс покоя двух ядер суммы масс покоя двух ядер тяжёлого водорода при делении – тяжёлого водорода при делении – ЛЁГКИЕ ЯДРА ЛЁГКИЕ ЯДРА Вывод: при слиянии лёгких ядер при слиянии лёгких ядер Вывод: масса покоя уменьшается =>> масса покоя уменьшается = выделяется значительная энергия выделяется значительная энергия Термоядерные реакции – реакции – реакции Термоядерные реакции слияния лёгких ядер при очень слияния лёгких ядер при очень высокой температуре высокой температуре

Энергия термоядерных Энергия термоядерных реакций реакций В расчёте на один нуклон > > В расчёте на один нуклон удельной энергии при цепных удельной энергии при цепных реакциях деления ядер реакциях деления ядер Дейтерий + тритий = около 3,5 МэВ Дейтерий + тритий = около 3,5 МэВ на один нуклон на один нуклон Деление урана = примерно 1 МэВ Деление урана = примерно 1 МэВ на один нуклон на один нуклон

Термоядерные реакции играют Термоядерные реакции играют большую роль в эволюции эволюции большую роль в Вселенной.. Вселенной Энергия излучения Солнца и звёзд Энергия излучения Солнца и звёзд имеет термоядерное имеет термоядерное происхождение. происхождение. Современные представления: на на Современные представления: ранней стадии звезда состоит в ранней стадии звезда состоит в основ из водорода => => протекают протекают основ из водорода реакции слияния ядер водорода с реакции слияния ядер водорода с образованием гелия =>> слияние слияние образованием гелия = ядер гелия с образование более ядер гелия с образование более тяжёлых элементов тяжёлых элементов

Термоядерные реакции играют Термоядерные реакции играют решающую роль в эволюции решающую роль в эволюции химического состава состава химического вещества во Вселенной. вещества во Вселенной. Все эти реакции Все эти реакции сопровождаются выделением сопровождаются выделением энергии, обеспечивающей энергии, обеспечивающей излучение света звёздами на излучение света звёздами на протяжении миллиардов лет протяжении миллиардов лет

Управляемая термоядерная реакция – Управляемая термоядерная реакция – неисчерпаемый источник энергии на неисчерпаемый источник энергии на Земле Земле Слияние дейтерия с тритием Слияние дейтерия с тритием Энергия = 17,6 МэВ 17,6 МэВ Энергия = Трития в природе нет, то он должен Трития в природе нет, то он должен вырабатываться в самом реакторе из лития вырабатываться в самом реакторе из лития сотни млн К при Температура для реакции = сотни млн К при Температура для реакции = большой плотности вещества (101414-10-101515 большой плотности вещества (10 частиц на 1 см22)) частиц на 1 см Условие: создание в плазме мощных эл создание в плазме мощных эл Условие: разрядов разрядов Трудность: удержать Трудность: плазму внутри установки (0,1 – 1 с) =>> стенки стенки плазму внутри установки (0,1 – 1 с) = в пар в пар плазмы плазмы Задача не решена из-за неустойчивости Задача не решена из-за неустойчивости удержать высокотемпературную высокотемпературную

Неуправляемая реакция Неуправляемая реакция осуществлена осуществлена Водородная (термоядерная) бомба Водородная (термоядерная) бомба – реакция синтеза взрывного типа – реакция синтеза взрывного типа Существует уверенность в том, что Существует уверенность в том, что рано или поздно термоядерные рано или поздно термоядерные реакторы будут созданы реакторы будут созданы

Курчатов Игорь Васильевич (1903 – (1903 – Курчатов Игорь Васильевич 1960) 1960) Российский физик, организатор и Российский физик, организатор и руководитель работ по атомной науке руководитель работ по атомной науке и технике в СССР, академик АН СССР и технике в СССР, академик АН СССР (1943), трижды Герой Социалисти (1943), трижды Герой Социалисти ческого Труда (1949, 1951, 1954). ческого Труда (1949, 1951, 1954). Исследовал сегнетоэлектрики. Исследовал сегнетоэлектрики. Совместно с сотрудниками обнаружил Совместно с сотрудниками обнаружил ядерную изомерию. Под руководством ядерную изомерию. Под руководством Курчатова сооружен первый отечествен Курчатова сооружен первый отечествен ный циклотрон (1939), открыто спонтан ный циклотрон (1939), открыто спонтан ное деление ядер урана (1940), разработана ное деление ядер урана (1940), разработана противоминная защита кораблей, созданы первый в противоминная защита кораблей, созданы первый в Европе ядерный реактор (1946), первая в СССР Европе ядерный реактор (1946), первая в СССР атомная бомба (1949), первые в мире термоядерная атомная бомба (1949), первые в мире термоядерная бомба (1953) и АЭС (1954). Основатель и первый бомба (1953) и АЭС (1954). Основатель и первый директор Института атомной энергии (с 1943, с 1960 директор Института атомной энергии (с 1943, с 1960 - имени Курчатова). Ленинская премия (1957), - имени Курчатова). Ленинская премия (1957), Государственная премия СССР (1942, 1949, 1951, Государственная премия СССР (1942, 1949, 1951, 1954).Советский физик и организатор науки 1954).Советский физик и организатор науки

КУРЧАТОВ, город в Казахстане КУРЧАТОВ город в Казахстане, Восточно- , Восточно- КУРЧАТОВ, город КУРЧАТОВ Казахстанская область, на р. Иртыш, близ г. Казахстанская область, на р. Иртыш, близ г. Семипалатинск. Население 9,3 тыс человек (2004). Семипалатинск. Население 9,3 тыс человек (2004). Семипалатинский ядерный полигон (ядерные Семипалатинский ядерный полигон (ядерные испытания прекращены в 1991). Национальный испытания прекращены в 1991). Национальный Ядерный Центр республики Казахстан. Научно- Ядерный Центр республики Казахстан. Научно- исследовательские институты ядерной физики, исследовательские институты ядерной физики, радиационной безопасности и экологии, радиационной безопасности и экологии, геофизических исследований геофизических исследований (с 1983) в Российской Федерации в Российской Федерации, Курская обл., на р. Сейм, близ железнодорожной Курская обл., на р. Сейм, близ железнодорожной станции Лукашевка. Население 49,1 тыс. человек станции Лукашевка. Население 49,1 тыс. человек (2002). Курская АЭС. Металлообрабатывающая, (2002). Курская АЭС. Металлообрабатывающая, стройматериалов промышленность и др. Назван по стройматериалов промышленность и др. Назван по имени И. В. Курчатова. имени И. В. Курчатова. КУРЧАТОВИЙ, название, которое было принято в СССР, название, которое было принято в СССР КУРЧАТОВИЙ для для элемента №104 элемента №104 КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ (Российский научный центр (Российский научный центр КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ «Курчатовский институт»,) - российское научно- «Курчатовский институт»,) - российское научно- исследовательское учреждение, создано на основе исследовательское учреждение, создано на основе Института атомной энергии в 1991 году. в 1991 году. Института атомной энергии город (с 1983)

План-конспект урока

« »

1.Предмет: ФИЗИКА

2. Класс: 11

3.Тема и номер урока в теме: Физика атомного ядра(16 урок)

4. Базовый учебник: «Физика. 11 класс», Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин, М., Просвещение, 2014 г.

5.Цель урока: познакомиться с протеканием термоядерной реакции и применением ядерной энергетики .

6. Планируемые результаты:

-предметные : ученик узнает о реакции слияния легких ядер при очень высокой температуре, о роли термоядерной реакции в эволюции Вселенной;

ученик познакомится с реакцией взаимодействия дейтерия и трития водорода.

- метапредметные:

регулятивные : ученик самостоятельно ставит цели и планирует пути достижения; распределяет своё время;

ученик оценивает свои возможности достижения цели;

коммуникативные: ученик полно и точно выражает свои мысли; организовывает и планирует учебное взаимопонимание с учителем и сверстниками;

познавательные: ученик даёт определения понятиям, ученик получает возможность познакомиться с важностью применения неисчерпаемого источника энергии порядка 17 МэВ;

-личностные : ученик получит возможность для формирования устойчивой учебно – познавательной мотивации, готовности к самообразованию и самовоспитанию.

7.Тип урока: урок получения нового знания.

8.Формы работы учащихся : индивидуальная, фронтальная.

9.Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, учебник, экран, Электронные образовательные ресурсы: информационный, (), установленный ОМС-плеер.

Структура и ход урока

I. Организационный момент

Приветствие;

Определение отсутствующих;

Проверка готовности учащихся к уроку;

Организация внимания.

II . Актуализация знания

В начале этого занятия нужно повторить изученный материал, который будет необходим нам для изучения нового материала.

III . Мотивирование к учебной деятельности

Возможны два принципиально различных способа освобождения ядерной энергии: деление тяжелых ядер и слияние легких ядер (термоядерный синтез).

При слиянии легких ядер и образовании нового ядра должно выделяться большое количество энергии. Это видно из кривой зависимости удельной энергии связи от массового числа A. Вплоть до ядер с массовым числом около 60 удельная энергия связи нуклонов растет с увеличением A. Поэтому синтез любого ядра с A < 60 из более легких ядер должен сопровождаться выделением энергии. Общая масса продуктов реакции синтеза будет в этом случае меньше массы первоначальных частиц.

Рис. 1.1. Зависимость удельной энергии связи ядра от массового числа

IV . Самоопределение деятельности. Целеполагание. Формулировка темы урока.

Попробуйте сформулировать цель урока.

Можно ли получить энергию, используя лёгкие ядра? Что скорее всего должно происходить?

Всё это вы узнаете сегодня на этом уроке.

Запишите, пожалуйста, тему урока: « Термоядерные реакции. Применение ядерной энергии »

V . Построение проекта выхода из затруднения

Познакомьтесь, пожалуйста, с наглядной информацией о слиянии лёгких ядер: моделью демонстрации синтеза гелия, термоядерными реакциями в горячих звездах, управляемыми термоядерными реакциями, источниками энергии звезд, используя ЭОР информационного характера:

Более подробно изучите тему по учебнику (с.320-324) и найдите ответы на следующие вопросы:

Учитель подводит итоги урока, акцентирует внимание на конечных результатах учебной деятельности. Выставляет оценки за урок.

Учитель предлагает учащимся продолжить предложение:

Я узнал…

Теперь я могу…

Я затруднялся…

Мне понравилось…

I Х. Домашнее задание (учитель даёт пояснение к выполнению домашней работы)

Туманов Павел

Синтез лёгких ядер. Создание и принцип действия водородной бомбы.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Презентация по физике на тему: «Термоядерные реакции» у ченика 11 «А» класса ГБОУ СОШ № 1465 Туманова Павла Учитель физики Л.Ю. Круглова

Термоядерные реакции Термоядерная реакция - разновидность ядерной реакции, при которой лёгкие атомные ядра объединяются в более тяжёлые за счёт кинетической энергии их теплового движения.

Происхождение термина Для того чтобы произошла ядерная реакция, исходные атомные ядра должны преодолеть так называемый « кулоновский барьер » - силу электростатического отталкивания между ними. Для этого они должны иметь большую кинетическую энергию. Согласно кинетической теории, кинетическую энергию движущихся микрочастиц вещества (атомов, молекул или ионов) можно представить в виде температуры, а, следовательно, нагревая вещество, можно достичь ядерной реакции. Именно эту взаимосвязь нагревания вещества и ядерной реакции и отражает термин «термоядерная реакция».

Кулоновский барьер Кулоновский барьер - потенциальный барьер, который необходимо преодолеть атомным ядрам (которые заряжены положительно) для того, чтобы сблизиться друг с другом для возникновения притяжения, вызванного короткодействующим сильным взаимодействиям кулонов (ядерными силами). Кулоновский барьер есть следствие того, что, согласно закону Кулона, одноимённо заряженные тела отталкиваются. На малых расстояниях ядерные силы между двумя протонами сильнее кулоновских сил, расталкивающих одноимённо заряженные частицы; однако ядерные силы убывают с ростом расстояния значительно быстрее кулоновских сил. В результате зависимость суммарного потенциала взаимодействия ядер от расстояния имеет максимум (вершину кулоновского барьера) на некотором расстоянии.

Мюонный катализ Термоядерная реакция может быть существенно облегчена при введении в реакционную плазму отрицательно заряженных мюонов. Мюоны µ − вступая в взаимодействие с термоядерным топливом образуют мезомолекулы, в которых расстояние между ядрами атомов топлива несколько меньше, что облегчает их сближение и, кроме того, повышает вероятность туннелирования ядер через кулоновский барьер. Мюон – элементарная частица, образующаяся в космическом излучении на высоте 300км над поверхностью земли.

Термоядерные реакции (1)D+T→ 4He(3.5 MeV)+ n(14.1 MeV) (2а)D+D→ T(1.01 MeV)+ p(3.02 MeV) (2б) → 3He(0.82 MeV)+ n(2.45 MeV) (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 (6б) → 4He(4.8 MeV)+ D(9.5 MeV) (6в) → 4He(0.5 MeV)+ n(1.9 MeV)+p(11.9 MeV)

Водородная бомба Термоядерное оружие (она же водородная бомба) - тип ядерного, разрушительная сила которого основана на использовании энергии реакции ядерного синтеза лёгких элементов в более тяжёлые (например, синтеза одного ядра атома гелия из двух ядер атомов дейтерия), при которой выделяется колоссальное количество энергии.

Общее описание Термоядерное взрывное устройство может быть построено как с использованием жидкого дейтерия, так и газообразного сжатого. Но появление термоядерного оружия стало возможным только благодаря разновидности гидрида лития - дейтериду лития-6 . Это соединение тяжёлого изотопа водорода - дейтерия и изотопа лития с массовым числом 6. Дейтерид лития-6 - твёрдое вещество, которое позволяет хранить дейтерий (обычное состояние которого в нормальных условиях - газ) при плюсовых температурах, и, кроме того, второй его компонент - литий-6 - это сырьё для получения самого дефицитного изотопа водорода - трития. Собственно, Li-6 - единственный промышленный источник получения трития:

В ранних термоядерных боеприпасах США использовался также и дейтерид природного лития, содержащего в основном изотопе лития с массовым числом 7. Он также служит источником трития, но для этого нейтроны, участвующие в реакции, должны иметь энергию 10 МэВ и выше.

Триггер Триггер - это небольшой плутониевый ядерный заряд с термоядерным усилением и мощностью в несколько килотонн. Задача триггера - создать необходимые условия для разжигания термоядерной реакции - высокую температуру и давление.

Контейнер с термоядерным горючим Контейнер с термоядерным горючим - основной элемент бомбы. Внутри него находится термоядерное горючее - дейтерид лития-6 - и расположенный по оси контейнера плутониевый стержень, играющий роль запала термоядерной реакции. Оболочка контейнера может быть изготовлена как из урана-238 - вещества, расщепляющегося под воздействием быстрых нейтронов (>0,5 МэВ), выделяющихся при реакции синтеза, так и из свинца. Контейнер покрывается слоем нейтронного поглотителя (соединений бора) для защиты термоядерного топлива от преждевременного разогрева потоками нейтронов после взрыва триггера. Расположенные соосно триггер и контейнер заливаются специальным пластиком, проводящим излучение от триггера к контейнеру, и помещаются в корпус бомбы, изготовленный из стали или алюминия.

A Боеголовка перед взрывом; первая ступень вверху, вторая ступень внизу. Оба компонента термоядерной бомбы. B Взрывчатое вещество подрывает первую ступень, сжимая ядро плутония до сверхкритического состояния и инициируя цепную реакцию расщепления. C В процессе расщепления в первой ступени происходит импульс рентгеновского излучения, который распространяется вдоль внутренней части оболочки, проникая через наполнитель из пенополистирола. D Вторая ступень сжимается вследствие абляции (испарения) под воздействием рентгеновского излучения, и плутониевый стержень внутри второй ступени переходит в сверхкритическое состояние, инициируя цепную реакцию, выделяя огромное количество тепла. E В сжатом и разогретом дейтериде лития-6 происходит реакция слияния, испускаемый нейтронный поток является инициатором реакции расщепления тампера. Огненный шар расширяется…

История Первая в мире водородная бомба - советская РДС-6 была взорвана 12 августа 1953 года на полигоне в Семипалатинске. 1 ноября 1952 года США взорвали первый термоядерный заряд на атолле Эниветок. Устройство, испытанное США в 1952 году, фактически не являлось «бомбой», а представляла собой лабораторный образец, «3-этажный дом, наполненный жидким дейтерием», выполненный в виде специальной конструкции. Советские же ученые разработали именно бомбу - законченное устройство, пригодное к практическому применению. РДС-6

Самая крупная когда-либо взорванная водородная бомба - советская 58-мегатонная « царь-бомба », взорванная 30 октября 1961 года на полигоне архипелага Новая Земля. Конструктивно бомба действительно была рассчитана на 100 мегатонн и этой мощности можно было добиться заменой свинцового тампера на урановый. Бомба была взорвана на высоте 4000 метров над полигоном «Новая Земля». Ударная волна после взрыва три раза обогнула земной шар. Несмотря на успешное испытание, бомба на вооружение не поступила. Царь-бомба

Использованные материалы: Википедия Google.ru

Физика - 9

Термоядерная реакция

Термоядерная реакция

Реакция слияния (синтеза) легких ядер (таких, как водород, гелий и др), происходящая при температурах порядка сотен миллионов градусов

Почему протекание термоядерных реакций возможно только при очень высоких температурах?

Пример термоядерной реакции

Реакция идет с выделением энергии

Реакция была реализована в термоядерной бомбе и носила неуправляемый характер

Какая реакция энергетически более выгодна

(в расчете на один нуклон):

синтез легких ядер или деление тяжелых?

Сравнение термоядерной энергии и энергии, выделяющейся при реакции горения

Сгорание

2 вагонов каменного угля

Синтез

4 г гелия

Управляемые термоядерные реакции

В чем заключается основная трудность при

осуществлении термоядерных реакций?

Необходимо удерживать плазму в ограниченном пространстве без соприкосновения со стенками установки с помощью магнитного поля.

Установка ТОКАМАК для осуществления управляемого термоядерного синтеза

ТОКАМАК ( то роидальная ка мера ма гнитные к атушки )

Международный экспериментальный термоядерный реактор ITER

Конструкция реактора ITER, строительство которого уже началось и должно по проекту закончиться к 2018 году. Мощность реактора должна составлять не менее 500 MВт. Для оценки размеров внизу на чертеже (справа) помещен силуэт человека

Термоядерная электростанция

По принципу работы термоядерная электростанция похожа на обычные тепловые электростанции и отличается от них лишь конструкцией «печи» и типом топлива

Энергия Солнца – это энергия

термоядерных реакций

Водородный цикл – цепочка из трех термоядерных реакций, приводящих к образованию гелия из водорода:

Ханс Бете

американский ученый

Нобелевская премия

Физика - 9

Термоядерная реакция

Д.з. § 79,

К.р. по § 65 – 78 «Строение атома и атомного ядра»