Термоядерные реакции

1. Термоядерные реакции

Учащиеся 11б класса:
Краснов
Солодов
Водопьянова
Ромодина

2. Что это?

• Термоядерными реакциями (или просто
термоядом) называют реакции слияния легких
ядер в одно целое новое ядро, в результате
которого выделяется большое количество
энергии
• Примером термоядерной реакции может
служить слияние изотопов водорода (дейтерия
и трития), в результате чего образуется гелий
и излучается нейтрон: Это
первая термоядерная реакция, которую учёным
удалось осуществить. Она была реализована
в термоядерной бомбе и носила неуправляемый
(взрывной) характер. Как уже было
отмечено, термоядерные реакции могут идти
с выделением большого количества энергии.

3. Управляемый термоядерный синтез

Управляемый термоядерный синтез
• Синтез более тяжёлых атомных
ядер из более лёгких с целью
получения энергии, который, в
отличие от взрывного
термоядерного синтеза, носит
управляемый характер.
• Управляемый термоядерный
синтез отличается от традиционной
ядерной энергетики тем, что в
последней используется реакция
распада, в ходе которой из тяжёлых
ядер получаются более лёгкие
ядра.

4. Использование термоядерной энергии

• В мирных целях:
1. Всего на 12 килограммах топлива один реактор, установленный на
грузовом автомобиле, сможет год обеспечивать электроэнергией
город населением в 100000 человек. Такие реакторы можно
использовать в отдаленных районах развивающихся стран
• 2. КТР могут быть установлены на гражданских судах и самолетах,
увеличив расстояния, на которых они могут бесперебойно работать.
• 3. При помощи реакторов на 60% может быть снижена стоимость
опреснения морской воды.
4. Могут быть кардинально увеличены возможности программ по
освоению космоса.
В военных целях:
1. КТР могут быт установлены на американские субмарины, увеличив
дальность их хода и глубину погружения.
2. Термоядерные реакторы могут быть поставлены на авианосцы
ВМС США, продлив их время нахождения в водах потенциального
противника.
3. КТР могут быть установлены на военную авиацию и беспилотники,
в том числе боевые, которые смогут летать почти неограниченное
время.

5. Условия

• Управляемый термоядерный синтез возможен при
одновременном выполнении двух условий: Скорость соударения
ядер соответствует температуре плазмы: T > 108 K (для реакции
D-T). Соблюдение критерия Лоусона: nτ > 1014 см−3·с (для
реакции D-T), где n — плотность высокотемпературной плазмы, τ
— время удержания плазмы в системе. От значения этих двух
критериев в основном зависит скорость протекания той или иной
термоядерной реакции. Управляемый термоядерный синтез пока
не осуществлён в промышленных масштабах. Наиболее трудная
задача, стоящая на пути осуществления управляемого
термоядерного синтеза, заключается в изоляции плазмы от
стенок реактора

6. Достижения США

• В Массачусетском технологическом институте (МТИ), на токамаке Alcator C-Mod удалось добиться самого
высокого давления плазмы за всю историю наблюдений. Рекордный показатель продержался две секунды при
температуре 35 миллионов градусов Цельсия (в два раза горячее ядра Солнца). В токамаке происходили 300
триллионов реакций синтеза в секунду, а индукция магнитного поля достигла 5,7 тесла (для сравнения:
сувенирный магнитик создает поле в пять миллитесла). Хотя этого недостаточно для устойчивости плазмы,
данный рекорд, по мнению специалистов, — важный шаг на пути к энергетически выгодным реакторам.

7. ТОКАМАК Т15МД реактор

Реактор Т-15 — советский и российский исследовательский термоядерный реактор, созданный в Курчатовском
институте по проекту Токамак

8. Неуправляемая термоядерная реакция

Неуправляемая термоядерная реакция
• Неуправляемая термоядерная реакц
ия – на солнце, звёздах, при взрыве
водородной бомбы.
• Термоядерный синтез происходит в
самом сердце звезд и дает энергию,
которая питает Вселенную. Это
процесс, в ходе которого два легких
ядра атомов объединяются в одно
более тяжелое, в результате чего
высвобождаются потоки энергии.

9. Спасибо за внимание!