Контрольоване розподіл ядра

У водневій бомбі енергія звільняється одномоментно, тому вона може тільки руйнувати. Для практичного використання необхідно її виділення протягом тривалого часу з постійною швидкістю і під контролем операторів.

Скажімо, Сонце має потужну топку 866 ТОВ миль в поперечнику, але в ній відбувається організоване розподіл, де контроль здійснюється безособовими силами природи. Енергія звільняється поступово і при незначній швидкості. З точки зору людини цю швидкість можна назвати повільною, але іноді зірки звільняють свою енергію у формі вибуху. У результаті утворюється наднова зірка, випромінювання якої збільшується в трильйон разів.

Сонце (як і будь-яка інша зірка, що розвивається при нормальній швидкості) залишається досить стабільним завдяки величезній масі. Що складається в основному з водню, ця величезна маса стискається гравітаційними силами, і в центрі утворюється ядро з величезною щільністю і температурою. Завдяки цим умовам там і починається реакція поділу, причому гравітаційне поле утримує Сонце і не дозволяє йому розширюватися.

Наскільки відомо вченим, не існує ймовірного шляху концентрації високого гравітаційного поля в відсутність необхідної маси. Отже, створення контрольованого поділу на Землі виявляється неможливим, бо без потужної гравітаційної сили не можна одночасно досягти такої ж щільності і температури, як в центрі Сонця.

Однак поділ може початися і при меншій щільності, якщо вдасться досягти необхідної температури. Тому протягом усього ядерного століття фізики намагалися знайти спосіб розігріву невеликих кількостей водню до величезних температур. Оскільки в газі ядра далеко відстоять один від одного і в частку секунди стикаються набагато рідше, для початку реакції температура повинна виявитися багато вище тієї, що мається в центрі Сонця.

У 1944 році Фермі підрахував, що в земних умовах для початку реакції між тритієм і дейтерієм потрібна температура 50 мільйонів градусів і близько 400 мільйонів градусів, щоб викликати тільки справі ня дейтерію. Для поділу звичайного водню (яке відбувається на Сонці при температурі приблизно в 15 мільйонів градусів) на Землі було б потрібно досягти температури 1 мільярд градусів.

Все це змушувало так чи інакше використовувати тритій. Навіть якщо його не можна було отримати в чистому вигляді, можна було вдатися до нейтронної бомбардування літію, в ході ділення якого утворювалися нейтрони.

І все ж найважливішою проблемою, необхідної для отримання водню-3, залишається температура, яку треба не тільки досягти, а й утримати протягом певного часу. Аналогічно папір не загориться, якщо ви швидко пронесете її через полум'я свічки. Щоб горіння почалося, треба утримувати папір у полум'ї протягом певного часу.

Розрахунок необхідних умов запропонував в 1957 році англійський фізик Джон Лоусон. Він показав, що чим щільніше газ, тим коротше був період, протягом якого треба було утримувати потрібну температуру. Якщо щільність газу приблизно в 100 разів перевищувала щільність повітря, то реакція починалася через '/ 1000 частку секунди після того, як досягалася потрібна температура.

Розігрівати водень до необхідної температури можна різними способами - за допомогою електричного струму, магнітних полів, лазерним променем. Як тільки температура піднімалася до сотень тисяч градусів, атоми водню (або будь-які інші атоми) розбивалися на вільні електрони і чисті ядра. Речовина переходило в особливий стан, який називається «плазмою». З тих пір як фізики почали досліджувати дуже гарячі гази, припускаючи отримати енергію ділення, їм довелося вивчати особливості такої плазми. Так з'явилася самостійна наукова дисципліна, фізика плазми.

Але при нагріванні в нормальних умовах газ починає розширюватися і його щільність швидко зменшується. Значить, треба було знайти спосіб утримати сильно розігрітий газ в заданому обсязі за відсутності величезного гравітаційного поля.

Очевидно, що його слід було помістити в контейнер, але для розпеченого газу не підходив жоден матеріал. І не тільки тому, що при високій температурі матеріал міг розплавитися або навіть випаруватися. Насправді все не так просто. Навіть при дуже високій температурі газ не може розплавити товсті стінки контейнера. Зі торкаючись з ними, плазма охолоджується, і весь ефект нагрівання пропадає.

Більше того, якщо спробувати ще сильніше підвищити температуру, щоб утримати масу в нагрітому стані, незважаючи на остуджують ефект стін контейнера, то стінки поступово розігріються і розплавляться. Але ще раніше в плазму перейде частина звільнилися атомів, чистота газу порушиться і поділ не зможе розпочатися. Виходило, що матеріальний контейнер не можна було використовувати.

На щастя, існував і нематеріальний спосіб утримання плазми. Оскільки плазма складалася із суміші електрично заряджених частинок, вона взаємодіяла з магнітним полем. Значить, її можна було утримувати магнітним полем так, щоб вона залишалася на місці. На магнітне поле ніяк не діяли температура, воно не могло стати джерелом забруднення плазми.

У 1934 році американський фізик Віллард Беннет розробив теорію поведінки плазми в магнітному полі. Відкрите ним явище стягання розряду було названо пинч-ефектом, тому що магнітне поле стискало газ і утримувало його на місці.

У 1951 році англійський фізик Алан Уер вперше спробував використати цей ефект для утримання плазми, припускаючи, що це дозволить ініціювати поділ. Подібні дослідження потім були проведені не тільки у Великобританії і США, але і в СРСР, де виявилися найбільш успішними.

Спочатку за допомогою пинч-ефекту намагалися утримати плазму у формі циліндра. Однак це не спрацювало, бо вона виявилася занадто нестабільною. Плазму вдавалося утримувати на короткий термін, потім вона скручувалась і виривалася.

Після цього почалися спроби отримання стабільної плазми. Поле було організовано таким чином, щоб на кінцях циліндра його напруженість була вище, ніж у середині. Частинки плазми могли перетікати з одного кінця на інший і потім вилітати назад, створюючи так зване магнітне дзеркало.

У 1951 році американський фізик Лаймен Спицер-молодший (1914 - 1997) розробив схему контейнера, вигнутого у формі вісімки. Коли такий пристрій було побудовано, його назвали стелараторах (від латинського слова «stellae» - «зірка»), оскільки вчені сподівалися, що в них можна створити умови, які дозволять імітувати процес розподілу, що відбувається на зірках.

Протягом 50-х і 60-х років XX століття фізики крок за кроком йшли до наміченої мети, створюючи все більш високу температуру і зберігаючи її протягом все більш тривалого часу, відповідно збільшуючи і щільність газів .

У 1969 році в СРСР під керівництвом Л.А. Арцимовича був створений «токамак» - установка, в якій плазма утримувалася у формі тора. Виявилося, що таким способом можна утримати дейтерій в мільйони разів щільніший, ніж повітря, в місці, нагрітому до мільйонів градусів протягом сотих часток секунди. Це дозволяло впритул підійти до здійснення керованої термоядерної реакції.

Інформація, релевантна " Контрольоване розподіл ядра "

1. Завдання 11. Чи дотримані правила логічного поділу в прикладах, а якщо ні, то яке правило порушено?
   Розподіл - це виділення в обсязі поняття підкласів, які є обсягами нових (видових по відношенню до вихідного) понять. Структура розподілу: ділене поняття, члени поділу - отримані в результаті виконання цієї операції підвиди даного поняття, підстава поділу - ознака, за якою проводиться ця операція. / «Право ділиться на рабовласницьке, феодальне і ін». Ділене поняття -
   
2. СТРУКТУРА ЯДРА
   СТРУКТУРА
   
3. РОЗПОДІЛ атомного ядра
   розподілі атомних
   
4. Протон
   діленим обра-: юм? Чи могло бути так, що ядра зобов'язані своїм позитивним електричним нарядом часткам, схожим на електрони, але що володіє не негативним, а позитивним зарядом? Всі спроби виявити цей «позитивний електрон» в ядрі виявлялися марними. Найменшим було ядро атома водню, одержуваного при видаленні одного електрона. Це ядро мало один позитивний
   
5. § 3. Види договорів
   редньо відмінностями, що дозволяють відмежовувати їх один від одного. Для того, щоб правильно орієнтуватися у всій масі численних і різноманітних договорів, прийнято здійснювати їх поділ на окремі види. В основі такого поділу можуть лежати самі різні категорії, які обираються в залежності від переслідуваних цілей. Поділ договорів на окремі види має не тільки теоретичне, а й
   
6. Енергія Сонця
   ділення енергія утворювалася не тільки за рахунок руйнування масивних ядер, але і при об'єднанні получав шихся при цьому маленьких ядер у великі за розмірами структури. Цей процес і отримав назву «ядерний синтез». Боле того, в ході експериментів Астона стало ясно, що в процесі ядерного синтезу вироблялося набагато більше енергії, ніж при ядерному розподілі. Наприклад, при перетворенні
   
7. Розподілом класів (зворотним множенням)
   поділеній частини подільних класів. - Операція поділу (зворотного множення) над класами, обсяги яких знаходяться в різних відносинах: рівнозначність: (АПВ): А = (АПВ): В = А = В {foto28} {foto29} Перетин (частковий збіг): (АПВ): А = В, (АПВ): В = А = (АПВ): А = В {foto30} ^ j = (AnB): B = A Підпорядкування: (АПВ): А = В, (АПВ): В = А (АПВ): А = В = (АПВ): В = А Ділення класів, обсяги яких знаходяться в
   
8. Спосіб вимірювання оцінки.
   Розподілу певної шкали і на підставі цього дати оцінку. Можливе використання різних видів шкал. Описова шкала - при описі поділів для кожної з них застосовуються словесні визначення. Номінальна шкала, поділу якої описуються поняттями: дуже добре, добре, задовільно, погано; постійно, часто, іноді, рідко, ніколи; високо, середньо, слабо; переважно середньо,
   
9. Протонно-нейтронна теорія
   ядра повинні складатися з протонів і нейтронів, а не з протонів і електронів. На підставі останньої гіпотези виявлялося легко перейти до першої, якщо брали в розрахунок, що необхідно було просто врівноважити електрони в ядрі за допомогою протонів і передати ті ж самі нейтрони для нових сполук. Виходило, що ядра гелію-4, що складалися з 4 протонів і 2 електронів, насправді складаються
   
10. 12. Визначте, чи має місце логічне (таксономічне) поділ поняття або розчленування предмета на частини (мереологічного поділ):
    ділення і ділення по зміні видообразующего ознаки. Тварини діляться на хребетних і безхребетних. Рівноправні суб'єкти Російської федерації - це республіки, краю і т.д. Федеральне Збори складається з двох палат: Ради Федерації та Державної Думи. Будинки діляться на одноповерхові і багатоповерхові. Університет ділиться на факультети. Земна куля ділиться на Східне і Західне півкулі.
    
11. Поділ понять
    ділення може бути охарактеризований так само, як процес виявлення можливих видових понять. У складі кожного поділу виділяють: ділене поняття, тобто поняття, яке ділять; підставу розподілу, тобто ознака, за якою відбувається розподіл; члени поділу - видові поняття по відношенню до вихідного. Прийнято розрізняти правильне і неправильне поділ. Поділ є правильним, якщо воно
    
12. Термоядерні бомби
    ділення сам собою зійде нанівець. Більш того, не варто хвилюватися і з приводу радіоактивних відходів, оскільки найбільш небезпечні продукти - тритій і нейтрони - легко контролюються. Ситуація була б райдужної, якби не одне але: слід було будь-яким способом ініціювати процес розподілу. Конкретно це означало знайти можливість отримання температури в мільйон градусів. До 1945 року став