ВУЗ:
Составители:
115
Каждый грамм израсходованного плутония или урана порождает
почти грамм радиоактивных продуктов деления, обладающих огромной
радиоактивностью.
9.7. Синтез ядер
Масса, или энергия покоя, двух легких ядер оказывается больше,
чем у суммарного ядра. Если легкие ядра привести в соприкосновение,
то результирующее ядро имело бы меньшую массу, и высвободилась бы
энергия, равная разности масс. Если соединить два дейтрона и получить
ядро гелия, масса которого меньше суммарной массы двух дейтронов на
24 МэВ, то высвободится энергия синтеза 24 МэВ. При объединении
двух дейтронов с образованием гелия в энергию превращается 0,6 % их
первоначальной массы покоя. Процесс синтеза примерно в 6 раз эффек-
тивнее процесса деления урана. В воде озер и океанов имеются неогра-
ниченные запасы недорогого дейтерия. Серьезным препятствием на пу-
ти к получению энергии из «воды» является закон Кулона. Электроста-
тическое отталкивание двух дейтронов при комнатной температуре не
позволяет им сблизиться до расстояний, на которых сказываются корот-
кодействующие ядерные силы притяжения.
Предположим, что для преодоления электростатического отталки-
вания два дейтрона должны сблизиться до 10
−14
м. Найдем высоту элек-
тростатического потенциального барьера в МэВ:
МэВ0,14Дж102,3Дж
10
)106,1(
109
14
14
219
9
2
0
=⋅=
⋅
⋅==
−
−
−
r
e
kU
.
Пусть энергия каждого дейтрона равна (3/2)kT. Определим темпе-
ратуру нагрева дейтронов, чтобы преодолеть этот потенциальный барь-
ер.
Два дейтрона должны иметь энергию 0,14 МэВ, или каждый из них
0,07 МэВ. Таким образом,
Дж101,15МэВ 07,0)2/3(
14−
⋅==kT ,
отсюда
К106,5
8
⋅=T .
Если бы удалось нагреть дейтерий до таких высоких температур, то
было бы возможно осуществить реакцию синтеза. Благодаря тому, что
имеется возможность проникновения сквозь барьер, нет необходимости
в создании столь высоких температур. Для получения управляемой тер-
моядерной энергии и для инициирования термоядерного взрыва водо-
родной бомбы достаточно температуры около 5⋅10
7
К.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- …
- следующая ›
- последняя »
