Законы теплового излучения Фотоэффект Квантовый гармонический осциллятор Операторы энергий Ядерная  модель атома Спин  электрона Квантовые  генераторы Бозоны  и фермионы Зонная  теория твёрдых тел Электропроводимость  металлов


Курс лекций по физике

  Условия для протекания управляемой цепной реакции деления (К = 1) реализуются в ядерных (атомных) реакторах.

 В реакторе на медленных (тепловых) нейтронах с энергией меньше 0,5 эВ управляемая цепная реакция деления может протекать в природном или в слабо обогащённом уране, что достигается введением в реактор специального вещества – замедлителя.

 В активной зоне реактора расположены тепловыделяющие элементы (твэлы) 1 и замедлитель 2. Твэлы представляют собой блоки из делящегося материала, заключённые в герметичную оболочку, слабо поглощающую нейтроны. За счёт энергии, выделяющейся при делении ядер, твэлы разогреваются. Отвод тепла из активной зоны реактора к электрогенерирующему блоку осуществляется теплоносителем 3 , омывающим твэлы.

23 – 7

 Активная зона окружена отражателем 4, уменьшающим утечку нейтронов

 На практике твёрдыми замедлителями являются бериллий и графит, а жидким – тяжёлая вода.

 Уменьшения кинети –

ческой энергии нейтрона от 1 МэВ до 0,5 эВ в замедли – теле происходит в результате многократных (около 50) соударений нейтрона с ядрами атомов замедлителя.

  Регулирующие стержни (управляющие и аварийные) изготавливают из материала сильно поглощающего нейтроны (кадмий или бор).

Термоядерная реакция

 Одной из возможных реакций синтеза лёгких ядер является ядерная реакция, которая может протекать в смеси из дейтерия и трития:

2Н + 3Н  + 4Не + 17,6 МэВ.

 Требующийся для этой реакции тритий может быть получен из лития:

6Li + 3H + 4He.

 Для сближения ядер 2Н и 3Н на расстояние порядка радиуса действия ядерных сил необходимо преодолеть кулоновский барьер высотой ~10 эВ, а для этого сталкивающимся ядрам следует сообщить достаточно высокую кинетическую энергию, т.е. смесь нужно разогреть до температуры порядка 108 К.

  В варианте неуправляемого термоядерного взрыва в водородной бомбе нагрев до таких температур осуществляется взрывом плутониевой атомной бомбы.

 Для осуществления реакции управляемого термоядерного синтеза (УТС) необходимо высокотемпературную дейтериево-тритиевую плазму, нагретую до Т~108 К удерживать от контакта со стенками реактора в течение времени τ, определяемого критерием Лоусона пя.τ = 1020 с/м3, где

 nя – объёмная концентрация ядер в горячей плазме ( d + t).

 В установках типа «Токамак» реализуется идея магнитного удержания плазмы, предложенная российскими физиками Таммом и Сахаровым. Создание плазмы, её нагрев до термоядерных температур и отрыв от стенок торообразной рабочей камеры осуществляют импульсным током газового разряда, вызываемого в плазме индукционным способом. Главная трудность – неустойчивость плазменного шнура.

 Н.Г.Басов и О.Н.Крохин в 1962 г. предложили способ осуществления реакции УТС связанный с разогревом, сжатием и удержанием термоядерной мишени с помощью воздействия на неё мощных пучков лазерного излучения. В таких установках критерий Лоусона следует превзойти по крайней мере в сотни раз, так как световая энергия лазерного пучка составляет примерно 1% от подводимой к лазеру электроэнергии. 


Собственная и примесная  проводимость полупроводников