Уравнение ядерной реакции 9 класс

Урок физики в 9-м классе «Ядерные реакции»

Разделы: Физика

Цели урока:

• Образовательная: ввести понятие ядерные реакции и показать их значение для жизнедеятельности человека.
• Воспитательная: воспитание мировоззренческих понятий «причинно-следственные связи в окружающем мире», «познаваемость окружающего мира и человека
• Развивающая: развитие навыков и умений классифицировать и обобщать, формулировать выводы по изученному материалу.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, раздаточный материал «таблица Менделеева», презентация к уроку, самостоятельная работа.

Ход урока

I. Организационный этап (1-2 мин.)

Учитель физики: Дорогие ребята! Я рада видеть вас, и хочу начать урок со слов И. Гёте «Блажен, кто явственно узрел, хотя бы скорлупу природы». Какой глубокий смысл в этих словах! Действительно, у природы много тайн и загадок, раскрывает она их неохотно, поэтому каждая очередная разгадка – важный шаг человечества на пути к познанию мира. Как и познание тайны атома. (слайд 1)

II. Мотивация (3 мин.)

Учитель физики: (осуществляется показ слайдов презентации на экране)

Быть может, эти электроны –
Миры, где пять материков.
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!
Еще быть может, каждый атом –
Вселенная, где сто планет;
Там все, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет! (слайд 2–4)

Япония скорбит уж много лет,
Известны людям Хиросима, Нагасаки,
Но не наложен на трагедии запрет,
Стоят повсюду ядерные плахи.
Всех жертв и испытаний нам не счесть,
Но целы арсеналы, полигоны,
Чернобыля убийственная весть
Предупрежденье поколеньям новым.
Тысячелетье начало отсчет,
Век двадцать первый по земле шагает,
Мы думали, что его детям больше повезет,
Но взрыв на Фукусима – обратное утверждает. (слайд 5–8)

Учитель физики: как можно объединить эти события?

Ученики: ядерный взрыв, который произошёл при взрыве атомных бомб в Японии, взрыв атомного реактора на Чернобыльской АЭС и взрыв на АЭС Фокусима.

Учитель физики: что такое ядерный взрыв?

Ученики:

III. Объяснение нового материала (15 мин.)

Учитель физики: Я́дерный взрыв — неуправляемый процесс высвобождения большого количества тепловой и лучистой энергии в результате цепной ядерной реакции деления или реакции термоядерного синтеза за очень малый промежуток времени. (слайд 9)

Учитель физики: сегодня на уроке мы узнаем, что такое ядерные реакции, и какое значение они имеют для жизнедеятельности человека. (слайд 10)

Учитель физики: Процесс взаимодействия ядра с частицей или другими ядрами, сопровождающийся изменением состава и структуры дочернего ядра – называется ядерной реакцией. (слайд 11) Давайте рассмотрим механизм деления ядра. Но вначале мы вспомним строение атома. Из чего состоит ядро атома? (слайд 12)

Ученики:

Учитель физики: Как объяснить стабильность атомных ядер?

Ученики:

Учитель физики: Назовите свойства ядерных сил. (слайд 12)

Ученики:

Учитель физики: Ядро представляет собой «плотное образование», и когда в него попадает частица, то она «застревает» в нём, причём энергия частицы передаётся не одному, а многим нуклонам. Захват ядром попавшей частицы приводит к образованию промежуточного, так называемого составного ядра. В этом состоит первый этап ядерной реакции. Второй этап ядерной реакции – превращение составного ядра – происходит независимо от захвата падающей частицы. Оба этапа можно изобразить схемой :

Где – исходное ядро-мишень, α – налетающая частица, – составное ядро, – ядро, являющееся продуктом ядерной реакции, b – частица вылетающая из ядра в результате реакции. Возможно протекание реакции и в один этап. (слайд 13)

Учитель физики: первую ядерную реакцию осуществил Резерфорд в 1919 году при бомбардировки атома азота α – частицами. При соударении частиц происходила ядерная реакция, протекавшая по следующей схеме:
14 ₇N + 4 ₂He → 17 ₈O + 1 ₁H (слайд 14)

Учитель физики: когда же возникают ядерные реакции?

Ученики: Ядерные реакции происходят, когда частицы вплотную приближаются к ядру и попадают в сферу действия ядерных сил.

Учитель физики: Ядро, какой заряд имеет? А α – частица?

Ученики:

Учитель физики: Когда возможно сближение двух положительно заряженных частиц?

Ученики: если одна из них обладает очень большой скоростью. (слайд 15)

Учитель физики: подведём итог сказанному. Ядерная реакция возможна, если одна из частиц обладает высокой скоростью, т.е. обладает большой энергией. Это есть одно из условий протекания ядерной реакции.

Для осуществления ядерной реакции под действием положительно заряженной частицы необходимо, чтобы частица обладала кинетической энергией, достаточной для преодоления действия сил кулоновского отталкивания. Незаряженные частицы, например нейтроны, могут проникать в атомные ядра, обладая сколь угодно малой кинетической энергией. Ядерные реакции могут протекать при бомбардировке атомов быстрыми заряженными частицами (протоны, нейтроны, α-частицы, ионы). (с лайд 15)

Первая реакция бомбардировки атомов быстрыми заряженными частицами была осуществлена с помощью протонов большой энергии, полученных на ускорителе, в 1932 году:
7 ₃Li + 1 ₁H → 4 ₂He + 4 ₂He (слайд 16)

Однако наиболее интересными для практического использования являются реакции, протекающие при взаимодействии ядер с нейтронами. Так как нейтроны лишены заряда, они беспрепятственно могут проникать в атомные ядра и вызывать их превращения. Выдающийся итальянский физик Э. Ферми первым начал изучать реакции, вызываемые нейтронами. Он обнаружил, что ядерные превращения вызываются не только быстрыми, но и медленными нейтронами, движущимися с тепловыми скоростями.

В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Продолжая исследования, начатые Ферми, они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др.

Уран встречается в природе в виде двух изотопов: уран-238 (99,3 %) и уран-235 (0,7 %). При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться на два осколка. При этом реакция деления уран-235 наиболее интенсивно идет на медленных (тепловых) нейтронах, в то время как ядра уран-238 вступают в реакцию деления только с быстрыми нейтронами с энергией порядка 1 МэВ. (слайд 17)

Благодаря ядерной реакции выделяется громадное количество тепла. (Кусок урана величиной с ладонь содержит больше энергии, чем целый железнодорожный состав каменного угля. Кроме того, АЭС, в отличии от ТЭС, не сжигает атмосферный кислород и не загрязняет атмосферу). Тепло подаётся на паровые турбины, которые вырабатывают ток. Где ещё можно использовать энергию выделяющую при ядерных реакциях?

Ученики:

Ядерная реакция может идти двумя способами управляемая и неуправляемая.

Примеры УЦР и их значение для жизнедеятельности человека.

Примеры неуправляемой ЦР и их значение для жизнедеятельности человека (слайд 18)

Последствия радиации (слайд 19)

При ядерных реакциях выполняется несколько законов сохранения: импульса, энергии, момента импульса, заряда. В дополнение к этим классическим законам при ядерных реакциях выполняется закон сохранения так называемого барионного заряда (т.е. числа нуклонов – протонов и нейтронов). Выполняется также ряд других законов сохранения, специфических для ядерной физики и физики элементарных частиц. (слайд 20)

Примеры ядерных реакций.

IV. Проверка знаний (7 мин.)

1. Что такое ядерная реакция?
2. В чем отличие ядерной реакции от химической?
3. Почему образовавшиеся ядра гелия разлетаются в противоположные стороны?
   7 ₃Li + 1 ₁H → 4 ₂He + 4 ₂He
4. Является ли ядерной реакция испускания α-частицы ядром?
5. Допишите ядерные реакции: (слайд 21)
   • 9 ₄Be + 1 ₁H → 10 ₅B + ?
   • 14 ₇N + ? → 14 ₆C + 1 ₁p
   • 14 ₇N + 4 ₂He → ? + 1 ₁H
   • 27 ₁₃Al + 4 ₂He → 30 ₁₅P + ? (1934 г. Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри получили радиоактивный изотоп фосфора)
   • ? + 4 ₂He → 30 ₁₄Si + 1 ₁p

Самостоятельная работа (Приложение 2)

Вариант 1

Вариант 2

После выполнения самостоятельной работы проводится самопроверка.

V. Рефлексия (2 мин.)

Ребята я предлагаю вам ответить на следующие вопросы.

Я сегодня на уроке узнал…

Мне на уроке понравилось и запомнилось…

Урок сегодня мне не понравился, потому что …

Заключительные слова учителя: Сегодня на уроке мы приоткрыли одну из тайн природы, но и если халатно относиться к энергии атома, то можно нанести непоправимый вред, поэтому я вас призываю «ДАВАЙТЕ БЕРЕЧЬ НАШУ РОДНУЮ ЗЕМЛЮ, ВЕДЬ ОНА У НАС ОДНА!»

Методическая разработка по физике для 9 класса по теме «Ядерные реакции»

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Тема № 54 Ядерные реакции МОЙ.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Ядерные реакции. § 26

ПОВТОРЕНИЕ: Ответьте на вопросы. 1. Какое из трёх типов излучений (a-, b- или g-излучение) обладает наибольшей проникающей способностью? (g-излучение.) 2. Какой из типов радиоактивного излучения представляет собой по- ток положительно заряженных частиц? (a-излучение.) 3. Какой из типов радиоактивного излучения представляет собой по- ток отрицательно заряженных частиц? (b-излучение.) 4. Какой из типов радиоактивного излучения представляет собой по- ток нейтральных частиц? (g-излучение.) 5. Что представляет собой a-излучение? (Поток ядер атомов гелия.) 6. Что представляет собой b-излучение? (Поток электронов.) 10. Какое излучение имеет наибольшую ионизирующую способность? (a-излучение.) 11. Какое излучение сильнее всего отклоняется в магнитном поле? Почему? (b-излучение.)

Ядерная реакция – изменения атомных ядер при их взаимодействии друг с другом или другими частицами В 1919 г Резерфорд впервые осуществил искусственное превращение атомных ядер: при бомбардировке азота α – частицами ядро азота превращалось в ядро изотопа кислорода с испусканием протона

Условия протекания ядерных реакций 1.необходимо сблизить ядра на очень малое расстояние – только тогда между ними начнут действовать ядерные силы 2.сблизиться на малое расстояние могут только ядра, летящие с большой скоростью (между «+» ядрами большие силы отталкивания) *сначала использовали образующиеся при радиоактивных распадах α – частицы с большой Ек *затем использовали нейтроны – медленные (не имеет заряда, то может проникать в ядро и вызывать реакцию)

При ядерных реакциях происходит выделение или поглощение энергии – суммарная Ек ядер и частиц после реакции отличается от их Ек до реакции * реакция 1 – с поглощением энергии (Ек начальных частиц частично превращается во внутреннюю энергию ядра) – образование ядра * реакция 2 – с выделением энергии (начальная внутренняя энергия ядра частично превращается в Ек образующихся частиц) – распад ядра

Виды ядерных реакций 1.синтез – образование ядра из менее массивных ядер (сближение ядер) – при очень большой температуре (десятки млн 0) – термоядерные В недрах звёзд, а на Земле впервые в 1953 г в СССР в водородной бомбе 2.деление – расщепление ядра на менее массивные ядра

* Правило смещения (Содди) ядро теряет «+» заряд 2ē и масса его убывает ≈ на 4 а.е.м. В результате элемент смещается на две клетки к началу периодической системы из ядра вылетает электрон, заряд ядра увеличивается на 1, а масса остаётся почти неизменной. Элемент смещается на 1 клетку ближе к концу периодической системы Вывод: правила смещения показывают, что при радиоактивном распаде сохраняется эл заряд и ≈ относительная атомная масса ядер

№ 1: Определите неизвестный продукт Х каждой из ядерных реакций (стр 157) Внимание: необходимо уравнять массы слева и справа (верхняя строка), затем зарядовые числа слева и справа (нижняя строка

Выбранный для просмотра документ Тема № 54 Ядерные реакции МОЙ.docx

Тема № 54: Ядерные реакции. § 26

Ядерная реакция – это ____________________________________________________________________________

Условия протекания ядерных реакций

Виды ядерныых реакций

Правило смещения (Содди)

1)при α-распаде ядро теряет «+» заряд 2ē и масса его убывает ≈ на 4 а.е.м. В результате элемент смещается на две клетки к началу периодической системы

2)при β-распаде из ядра вылетает электрон, заряд ядра увеличивается на 1, а масса остаётся почти неизменной. Элемент смещается на 1 клетку ближе к концу периодической системы

Вывод: правила смещения показывают, что при радиоактивном распаде сохраняется эл заряд и ≈ относительная атомная масса ядер

З а к р е п л е н и е

№ 1: Определите неизвестный продукт Х каждой из ядерных реакций (стр 157)

Внимание: необходимо уравнять массы слева и справа (верхняя строка), затем зарядовые числа слева и справа (нижняя строка)

Ядерные реакции

Ядерная реакция – это процесс взаимодействия одного ядра с другим или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделением вторичных частиц или γ -квантов.

Результатом ядерных реакций является образование новых радиоактивных изотопов, которые не существуют на Земле в естественных условиях.

Осуществление первой ядерной реакции пришлось на 1919 год. Э. Резерфорд обнаружил протоны в продуктах распада ядер. Он бомбардировал атомы азота α -частицами. Во время соударений частиц шла ядерная реакция, для которой подразумевалась специальная схема:

N 7 14 + He 2 4 → O 8 17 + H 1 1 .

В ее процессе выполняются законы сохранения импульса, энергии, момента импульса и заряда. Ядерные реакции характеризуются законом сохранения барионного заряда (количества нуклонов). Применимы и другие законы, используемые в ядерной физике и физике элементарных частиц.

Протекание ядерной реакции идет с помощью бомбардирования атомов быстрыми заряженными частицами (протонами, нейтронами, α -частицами, ионами). Изначально она была проведена с помощью протонов, содержащих большую энергию, полученных на ускорителе, еще в 1932 году:

Li 3 7 + H 1 1 → He 2 4 + He 2 4 .

Больше всего ученых заинтересовали реакции, протекающие при взаимодействии ядер с нейтронами. Беспрепятственный их проход в атомные ядра связан с отсутствием заряда. Физик Э. Ферми занимался изучением реакций, вызываемых нейтронами. Он выявил, что такие превращения могут быть вызваны медленными и быстрыми нейтронами, движущимися с тепловыми скоростями.

Они сопровождаются энергетическими превращениями.

Энергетический выход – это величина Q = M A + M B — M C — M D c 2 = ∆ M c 2 ,

где M A и M B подразумевают массы исходных продуктов реакции, а M C и M D массы конечных. Значение ∆ M называют дефектом масс.

Любые ядерные реакции протекают с выделением Q > 0 или поглощением Q 0 энергии. Последняя из них говорит о том, что первоначальная кинетическая энергия исходных продуктов не должна превышать величину Q , которая получила название порога реакции.

Чтобы у ядерной реакции был положительный энергетический выход, удельная энергия связи нуклонов в ядрах исходных продуктов должна равняться меньшему значению удельной энергии нуклонов конечных. Это значит, что ∆ M должно быть положительное.

Существуют два различных способа освобождения ядерной реакции: деление тяжелых ядер и термоядерные.

Деление тяжелых ядер

Данный способ освобождения ядерной реакции отличаются от радиоактивного распада ядер тем, что сопровождаются испусканием α — или β — частиц. Сама реакция – процесс деления нестабильного ядра на две крупные части сравнимых масс.

Ученые О. Ган и Ф. Штрассман в 1939 году открыли деление ядер урана. Продолжив исследования Ферми, они выявили, что бомбардирование урана нейтронами провоцирует появление элементов средней части периодической системы – радиоактивных изотопов бария Z = 56 , криптона
Z = 36 и других.

Уран можно встретить в виде двух изотопов U 92 238 ( 99 , 3 % ) и U 92 235 ( 0 , 7 % ) . Бомбардировка нейтронами ядра обоих изотопов расщепляет их на два осколка. Реакция деления U 92 235 происходит интенсивней на медленных (тепловых) нейтронах, а ядра U 92 238 вступают в реакцию только с быстрыми при наличии энергии, равной 1 М э В .

Большой интерес для ученых представляла реакция деления ядра U 92 235 . На данный момент существует около 100 различных изотопов с массовыми числами от 90 до 145 , которые возникают при его делении. Это можно изобразить в виде двух типичных реакций:

При делении ядра, инициированного нейтроном, появляются новые, которые вызывают реакции деления других ядер. Продуктами деления ядер урана- 235 являются другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и др.

Энергия, выделяемая при делении одного ядра урана, достигает 200 М э В . Оценка энергии производится с помощью удельной энергии связи нуклонов в ядре. Для ядер с массовым числом A ≈ 240 удельная энергия связи нуклонов в ядрах порядка 7 , 6 М э В / н у к л о н , а для ядер с массовыми числами А = 90 — 145 она составляет – 8 , 5 М э В / н у к л о н . Отсюда следует, что процесс деления способен освободить энергию около 0 , 9 М э В / н у к л о н , то есть 210 М э В на один атом урана. Энергия, выделяемая при полном делении всех ядер 1 г урана сравнима со сгоранием 3 т угля или 2 , 5 т нефти.

Нестабильность продуктов деления ядра выражается в содержании избыточного числа нейтронов. По отношению N Z наиболее тяжелые ядра составляют примерно 1 , 6 , при массовых числах от 90 до 145 отношение порядка 1 , 3 – 1 , 4 . Отсюда следует, что ядра-осколки испытывают последовательные β — распады, в результате которых число протонов возрастает, а число нейтронов уменьшается до тех пор, пока не образуется стабильное ядро.

Деление ядра урана- 235 вызвано столкновениями с нейтроном, после чего происходит освобождение еще двух или трех. При наличии благоприятных условий они попадают в другие ядра урана и вызывают их деления. Этот этап характеризуется нейронами в количестве 4 — 9 , которые далее вызывают его распад.

Лавинообразный процесс деления получил название цепной реакции.

На рисунке 6 . 8 . 1 представлена подробная схема такой реакции при делении ядер урана.

Рисунок 6 . 8 . 1 . Схема развития цепной реакции.

Чтобы такая реакция была осуществима, следует учитывать значение коэффициента размножения нейтронов, который должен быть больше 1 . Иначе говоря, каждое последующее поколение нейтронов должно быть больше, чем предыдущее. Коэффициент размножения определяется не только количеством образующихся нейтронов, но и условиями протекания самой реакции, так как их часть может поглощаться другими ядрами или выходить из зоны реакции.

Освободившиеся при делении ядер урана- 235 нейтроны могут вызывать дальнейшее деление, но только ядер данного урана, количество которого в природном уране всего 0 , 7 % .

Изотоп U 92 238 способен поглощать нейтроны, но цепной реакции это не вызовет. Ее возникновение возможно при повышенном содержании урана- 235 в самом уране, то есть при превышении критической массы. Небольшие куски урана имеют большинство нейтронов, которые при реакции не попали в ядра, в результате чего вылетают наружу.

Критическая масса для урана- 235 составляет 50 к г . Ее уменьшение производится с помощью замедлителей нейтронов. При распаде урана появляющиеся нейтроны обладают высокими скоростями, а вероятность захвата медленных нейтронов ядрами урана- 235 в сотни раз больше, чем быстрых. Лучшим замедлителем считается тяжелая вода D 2 O . Ее получают при взаимодействии чистой воды с нейтронами.

Графит также считается хорошим аналогом, но его ядра не поглощают нейтроны. При упругом взаимодействии с ядрами дейтерия или углерода они замедляются до значений тепловых скоростей.

Для снижения критической массы до 250 г актуально применение замедлителей нейтронов и специальной оболочки из бериллия, которая способна отражать их.

Атомные бомбы – это характерный пример цепной неуправляемой ядерной реакции, в результате которой происходит реактивное соединение двух кусков урана- 235 , каждый из которых обладает массой ниже критической.

Устройство, поддерживаемое управляемой реакцией деления ядер, называют ядерным (атомным) реактором.

На рисунке 6 . 8 . 2 изображена схема ядерного реактора на медленных нейтронах.

Рисунок 6 . 8 . 2 . Схема устройства ядерного реактора на медленных нейтронах.

Протекание ядерной реакции характерно для активной зоны реактора, которая заполнена замедлителем и пронизана стержнями с обогащенной смесью изотопов урана с повышенным содержанием урана- 235 (до 3 % ). Стрежни с кадмием или бором, поглощающие нейтроны, вводят в активную зону. Этот процесс позволяет контролировать скорость цепной реакции.

Охлаждение активной зоны производится с помощью прокачиваемого теплоносителя в качестве воды или металла с низкой температурой плавления (натрий). Передача тепловой энергии воде производится теплоносителем, находящимся в парогенераторе. Вода принимает состояние пара с высоким давлением, который направляется в турбину, соединенную с электрогенератором, после чего вода попадает в конденсатор. Отсутствие утечки радиации обусловлено работой теплоносителя I и парогенератора II по замкнутым циклам.

Турбина атомной электростанции используется в качестве тепловой машины, которая определяет по второму закону термодинамики общую эффективность станций. Современные атомные электростанции имеют КПД= 1 3 . Чтобы произвести 1000 М В т электрической мощности, необходимо достичь значения 3000 М В т тепловой мощности в реакторе. Около 2000 М В т уносятся с водой, которая охлаждает конденсатор. Это может привести к локальному перегреву естественных водоемов, то есть появлению экологических проблем.

Основной трудностью работы таких станций является обеспечение полной радиационной безопасности находящихся на ней людей и предотвращения случайных выбросов радиоактивных веществ, которые накапливаются в активной зоне реактора. Данной проблеме уделяется особое внимание. После произошедших аварий на АЭС в Пенсильвании в 1979 году и в Чернобыле в 1986 году вопрос безопасности становится особенно необходимым.

Практический интерес вызывают реакторы, которые способны работать без замедлителя на быстрых нейтронах. Они содержат ядерное горючее, содержащее не менее 15 % изотопа υ 92 235 . Преимущество таких реакторов состоит в том, что, работая, ядра урана- 238 способны поглощать нейтроны при помощи двух последовательных β -распадов, которые превращаются в ядра плутония, используемые как ядерное топливо:

Коэффициент воспроизводства таких реакторов достигает значений 1 , 5 , то есть на получение 1 , 5 к г плутония приходится 1 к г урана- 235 . Обычные реакторы также образуют плутоний, но в меньших количествах.

В США первый ядерный реактор был построен в 1942 году под руководством Э. Ферми, а в нашей стране в 1946 году с И.В. Курчатовым.

Термоядерные реакции

Еще один путь для освобождения ядерной энергии связан с реакциями синтеза. Слияние легких ядер и образование нового сопровождаются выделением большого количества энергии. На рисунке 6 . 6 . 1 показана зависимость удельной энергии от массового числа А в виде кривой. Даже ядра с массовым числом 60 характеризуются увеличением энергии нуклонов с ростом А . Отсюда получаем, что синтез любого ядра с A 60 из более легких ядер идет с выделением энергии. Общая масса продуктов реакции синтеза меньше массы первоначальных частиц.

Реакция слияния ядер получила название термоядерных, так как их протекание возможно только при высоких температурах.

Для вступления двух ядер в реакцию синтеза необходимо сблизить их на расстояние ядерных сил порядка 2 · 10 — 15 м , преодолев электрическое отталкивание их положительных зарядов. Для выполнения этого условия нужно, чтобы средняя кинетическая энергия теплового движения молекул превосходила потенциальную энергию кулоновского взаимодействия. Получение необходимой температуры Т дает величину 10 8 — 10 9 К . Она слишком высокая.

Температура 10 8 — 10 9 К указывает на нахождение вещества в ионизированном состоянии, то есть плазмы.

Энергия, выделяемая при термоядерных реакциях, в расчете на 1 н у к л о н в несколько раз превышает удельную энергию, которая выходит при цепной реакции деления ядер, показанная на примере формулы. То есть при реакции слияния ядер дейтерия и трития

H 1 2 + H 1 3 → H e 2 4 + n 0 1 + 17 , 6 выдает 3 , 5 М э в / к у л о н . Полное выделение энергии составляет 17 , 6 М э В . Ее считают наиболее перспективной термоядерной реакцией.

Возможность осуществления управляемых термоядерных реакций дает человеку новый и экологически чистый источник практически неисчерпаемой энергии. Но для получения сверхвысоких температур и удержания плазмы, нагретой до миллиарда градусов, требуется решение труднейшей научно-технической задачи для осуществления термоядерного синтеза.

Данный этап развития науки характеризуется наличием неуправляемой реакции синтеза в водородной бомбе. Достижение высокой температуры, необходимой для ядерного синтеза, производится путем взрыва урановой или плутониевой бомбы.

Роль термоядерных реакций важна в эволюции Вселенной. Энергия изучения Солнца и звезд характеризуется термоядерным происхождением. Примером служит ядерная реакция горения гелия, изображенная ниже.

Рисунок 6 . 8 . 3 . Возраст 10 7 лет.

Внутреннее строение звезды с массой 5 M ⊙ как функция возраста. Заштрихованы области протекания ядерных реакций. Конвективные зоны отмечены точками.

Рисунок 6 . 8 . 4 . Модель ядерного реактора.

Рисунок 6 . 8 . 5 . Модель синтеза гелия.

Рисунок 6 . 8 . 6 . Модель ядерных превращений.