ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                    თერმობირთვული რექცია

რეაქციის სქემა დეიტერიუმი - ტრიტიუმი

ბირთვული რეაქციის ტიპი, რომლის დროსაც მსუბუქი ატომური ბირთვები გაერთიანებულია უფრო მძიმე ბირთვებში მათი თერმული მოძრაობის კინეტიკური ენერგიის გამო.

ტერმინის წარმოშობა

იმისათვის, რომ მოხდეს ბირთვული რეაქცია, თავდაპირველმა ატომურმა ბირთვებმა უნდა გადალახონ ეგრეთ წოდებული „კულონის ბარიერი“ – მათ შორის ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალა. ამისათვის მათ უნდა ჰქონდეთ დიდი კინეტიკური ენერგია. კინეტიკური თეორიის მიხედვით, ნივთიერების მოძრავი მიკრონაწილაკების კინეტიკური ენერგია (ატომები, მოლეკულები ან იონები) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ტემპერატურა და, შესაბამისად, ნივთიერების გაცხელებით მიიღწევა თერმობირთვული რეაქცია. ნივთიერების გათბობასა და ბირთვულ რეაქციას შორის სწორედ ამ ურთიერთკავშირს ასახავს ტერმინი „თერმობირთვული რეაქცია“.

იხ. ვიდეო - Чем отличается ядерная реакция от термоядерной?

კულონოვის ბარიერი

ატომურ ბირთვებს აქვთ დადებითი ელექტრული მუხტი. დიდ დისტანციებზე, მათი ბრალდება შეიძლება დაცული იყოს ელექტრონებით. ამასთან, ბირთვების შერწყმის მიზნით, ისინი უნდა მიუახლოვდნენ იმ მანძილს, რომლის დროსაც ძლიერი ურთიერთქმედებაა. ეს მანძილი არის თავად ბირთვების რიგი და ბევრჯერ უფრო მცირეა, ვიდრე ატომის ზომა. ასეთ დისტანციებზე, ატომების ელექტრონულ მემბრანებს (თუნდაც ისინი შემონახული იყო) აღარ შეუძლიათ ფილმის ძირითადი ბრალდება, ამიტომ ისინი განიცდიან ძლიერ ელექტროსტატიკურ რეპულსს. ამ მოგერიების ძალა, გულსაკიდი კანონის შესაბამისად, საპირისპირო პროპორციულია ბრალდებას შორის მანძილის კვადრატთან. ბირთვების ზომების წესრიგის დისტანციებზე, ძლიერი ურთიერთქმედების მნიშვნელობა, რომელიც ცდილობს მათ მიბმას, იწყებს სწრაფად გაზრდას და ხდება უფრო დიდი ვიდრე კულონოვის მოგერიება.

ამრიგად, რეაგირების მიზნით, ბირთვებმა უნდა გადალახონ პოტენციური ბარიერი. მაგალითად, Deeri-Mischief- ის რეაქციისთვის, ამ ბარიერის მნიშვნელობა დაახლოებით 0,1 მეგავატია. შედარებისთვის, წყალბადის იონიზაციის ენერგია არის 13 eV. ამრიგად, თერმუკლეარული რეაქციაში ჩართული ნივთიერება თითქმის მთლიანად იონიზებული პლაზმური იქნება.

ტემპერატურა ექვემდებარება 0,1 მეგავატს, დაახლოებით ტოლია 109 კ, მაგრამ არსებობს ორი ეფექტი, რაც ამცირებს თერმულარული რეაქციისთვის საჭირო ტემპერატურას:

პირველ რიგში, ტემპერატურა ახასიათებს მხოლოდ საშუალო კინეტიკურ ენერგიას, არსებობს ნაწილაკები, როგორც უფრო მცირე ენერგიით, ასევე სხვა. სინამდვილეში, ბირთვების მცირე რაოდენობა, რომელთაც ენერგია აქვთ, გაცილებით დიდია, ვიდრე საშუალო (ე.წ. Maxwell განაწილების კუდი) ჩართულია თერმუკლეარული რეაქციაში.

მეორეც, კვანტური ეფექტების წყალობით, ბირთვებს არ უნდა ჰქონდეთ ენერგია, რომელიც აღემატება კულონოვის ბარიერს. თუ მათი ენერგია ოდნავ მცირეა, ვიდრე ბარიერი მათ შეუძლიათ ძალიან გვირაბის მეშვეობით.

იხ. ვიდეო - Термоядерные реакции. Применение ядерной энергии | Физика 11 класс #54 | Инфоурок - 

Видеоуроки являются идеальными помощниками при изучении новых тем, закреплении материала, для обычных и факультативных занятий, для групповой и индивидуальной работы. Они содержат оптимальное количество графической и анимационной информации для сосредоточения внимания и удержания интереса ребят без отвлечения от сути занятия. Каждый видеоурок озвучен профессиональным мужским голосом, четким и приятным для восприятия.

ზოგიერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი განადგურებული თერმულარული რეაქციები დიდი მონაკვეთებით

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

+

γ

(+12,85 MeV)

(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[2]

+ 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

იხ. ვიდეო - The Problem with Nuclear Fusion