Термотөш реакциясе

Термотөш реакциясе
Кайда өйрәнелә	Төш физикасы
Термотөш реакциясе Викиҗыентыкта

Дейтерий-тритий берләшү реакциясе

Дейтерий-тритий термотөш реакциясе

Термотөш реакциясе яки термотөш синтезы — җиңел атом төшләре җылылык хәрәкәтенең кинетик энергиясе исәбенә яңа авыррак төшкә берләшүе реакциясе.

Кояшның энергиясе күбесенчә термотөш синтезы исәбенә чыгарыла

Тасвир

Протон-протон термотөш реакцияләре Кояшта өстенлек итә

Термотөш реакциясе булсын өчен баштагы атом төшләре үзара электростатик этелү көче - Кулон барьерын җиңәргә тиеш.

Шуның өчен баштагы төшләрнең зур кинетик энергиясе булырга тиеш. Кинетик теория буенча матдәнең микрокисәкчекләрнең (атомнар, молекулалар, ионнар) кинетик энергиясе температурага туры килә.

Шуңа күрә матдәне җылытканда, микрокисәкчекләрнең кинетик энергиясе арта һәм термотөш реакциясе хасил була.

Атом төшләре уңай тамгалы коргыга ия. Зур ераклыкта уңай коргы электроннар тарафыннан экранлана. Ләкин ике төш берләшсен өчен алар көчле тәэсир итешү эш иткән арада якынлаша тиеш.

Шушы аралык төшнең чагыштырмача зурлыгына тиң һәм атомның зурлыгыннан шактый ким. Бу ераклыкта электрон сүрүләре төшнең уңай коргыларын экранламый инде һәм төшләр бик электростатик этеләләр.

Төшләр электростатик этелү көчләреннән өстенлек алып һәм бер-берсенә якынлашып зур кинетик энергиягә ия булырга тиеш. Бу энергия якынча 0,7 МэВ тәшкил итә һәм һәр төшкә 0,35 МэВ энергия туры килә.

Плазма температурасы 2*10⁹ булганда, кисәкчекләрнең уртача кинетик энергиясе 0,35 МэВ тәшкил итә.

Ләкин температура байтак түбәнрәк булса да, аерым кисәкчекләрнең энергиясе 0,35 МэВ ка җитә ала, чөнки плазмада кисәкчекләр Максвелча бүленәләр. Аннан башка кисәкчекләр потенциаль барьерны туннель эффекты ярдәмендә үтәләр. Шуңа күрә кайбер термотөш реакцияләре температура берничә миллион градус тәшкил иткәндә дә пәйда булуы мөмкин.

Дейтерий-Тритий

Дейтерий-тритий берләшү реакциясен башласын өчен потенциаль барьер 0,1 МэВ тәшкил итә. Сутуар ионлашу энергиясе нибары 13 эВ.

Шуңа күрә термотөш реакциясендә катнашучы матдә тулысынча ионлашкан плазма була.

0,1 МэВ ка туры килүче температура якынча 10⁹К тәшкил итә

Мөһим термотөш реакцияләре

Зур кисеме белән мөһим термотөш реакцияләре:

(1)

D

+

T

→

4He

(3.5 MeV)

+

n

(14.1 MeV)

(2)

D

+

D

→

T

(1.01 MeV)

+

p

(3.02 MeV)

(50 %)

(3)

→

3He

(0.82 MeV)

+

n

(2.45 MeV)

(50 %)

(4)

D

+

3He

→

4He

(3.6 MeV)

+

p

(14.7 MeV)

(5)

T

+

T

→

4He

+

2

n

+ 11.3 MeV

(6)

3He

+

3He

→

4He

+

2

p

(7)

3He

+

T

→

4He

+

p

+

n

+ 12.1 MeV

(51 %)

(8)

→

4He

(4.8 MeV)

+

D

(9.5 MeV)

(43 %)

(9)

→

4He

(0.5 MeV)

+

n

(1.9 MeV)

+

p

(11.9 MeV)

(6 %)

(10)

D

+

6Li

→

2

4He

+ 22.4 MeV -

(11)

p

+

6Li

→

4He

(1.7 MeV)

+

3He

(2.3 MeV)-

(12)

3He

+

6Li

→

2

4He

+

p

+ 16.9 MeV

(13)

p

+

11B

→

3

4He

+ 8.7 MeV

(14)

n

+

6Li

→

4He

+

T

+ 4.8 MeV

Термотөш реакциясе плазмага тискәре коргылы мюоннар кушу ярдәмендә җиңелрәк бара. Мюоннар µ⁻ термотөш ягулыгы белән тәэсир иткәндә мезомолекулалар булдыралар, анда төшләр арасындагы ераклык ким, шуңа күрә синтез җиңелрәк бара.

Кулланылу

Термотөш реакцияләре энергиянең чиксез чыганагы буларак кулланырга була, мәсәлән идарә ителешле термотөш синтезы технологиясендә, ләкин заманча технологик мөмкинлекләр сәнәгый масштабта идарә ителешле термотөш синтезын кулланырга бирми.

Идарә ителешсез термотөш реакциясе термотөш коралында кулланылган.

1952 елда АКШта, 1953 елда ССРБда термотөш коралы сынап каралган. Төш коралыннан аермалы буларак термотөш коралының егәрлеге чиксез диярлек, тик төш коргысы микъдарына бәйле.

Хәзерге вакытта Алманиядә Wendelstein 7-X дигән термотөш реакторы сынап карала.

Әдәбият

• Бартоломей Г. Г., Байбаков В. Д., Алхутов М. С., Бать Г. А. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов. — М.: Энергоатомиздат, 1982. — 512 с.
• Тимеркәев Б.А., Галимов Д.Г., Даутов Г.Ю. "Физика" (җылылык нурланышы, квант физикасы, физик статистика, каты җисем физикасы, атом төше физикасы). Нәшрият: КДТУ нәшрияты, 2002 ел.
• И.Н. Бекман ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА. Лекция 21. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ В ТЕРМОЯДЕРНОМ СИНТЕЗЕ
• Камерон И. Ядерные реакторы. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 320 с.
• Климов А.Н. Ядерная физика и ядерные реакторы. — М.: Энергоатомиздат, 1985. — 352 с.
• К. Н. Мухин. Экспериментальная ядерная физика. — 5-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — Т. 1. Физика атомного ядра. Ч. I. Свойства нуклонов, ядер и радиоактивных излучений. — 376 с. — ISBN 5-283-04080-1.
• К. Н. Мухин. Экспериментальная ядерная физика. — 5-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — Т. 1. Физика атомного ядра. Ч. II. Ядерные взаимодействия. — 320 с. — ISBN 5-283-04081-X.
• Cyriel Wagemans. The Nuclear Fission Process. — 1-е изд. — CRC Press, 1991. — 608 p. — ISBN 978-0849354342.

Шулай ук карарга мөмкин

• Андрей Сахаров