Термоядролық реакция, басқарылатын термоядролық реакциялар мәселелері.

Термоядролық реакцияларда энергия өндіруді

(13.1)

реакциясын макроскоптық мөлшерде іске асырумен байланыстырады. Бұл реакцияға ең кіші кулондық тосқауыл мен төменгі энергиялар кезінде ең жоғары қима тән.

Кулондық тосқауылды жеңу үшін ядроларға жеткілікті жоғары энергия беру керек.

Қазір термоядролық реакцияларды іске асырудың жалғыз мүмкіндігі реакцияға қатысатын ядролардың қоспасының температурасын, реакциялар іске асуға қажет жүздеген миллион Кельвинге дейін көтеру болып есептеледі. Мұндай температуралар кезінде кезкелген зат толық иондалған плазма күйіне көшеді. Сондықтан, термоядролық реакцияны іске асыру мәселесі ұзақ сақталатын жоғары температуралы плазма алудың технологиялық мәселесіне тіреледі.

Плазманың көлем бірлігінде бірлік уақыт ішінде өтетін бірігу реакциясының саны

(13.2)

формуласымен беріледі. n_a мен n_b көлем бірлігіндегі реакцияға қатысатын ядролардың саны, - бірігу реакциясының ықтималдылығы. Ол реакцияның әсерлік қимасының бөлшектердің жылдамдығына көбейтіндісінің жылдамдық бойынша орташаланған мәніне тең

(13.3)

-тек температураға ғана тәуелді. Осылардан көлем бірлігінде t уақыт ішінде бөлінетін энергия:

(13.4)

Егер бөлшек/см³, температура T=100 кэВ (плазма физикасында температураны энергия бірлігі эB немесе кэВ пен өлшейді; 1 кэВ 11,6×10⁶ К температураға сәйкес келеді) тритон мен дейтронның бірігу реакциясында бөлінетін энергия 10³ Вт/(см³.с)-ға жуық.

Басқарылатын термоядролық реакцияларда бөлініп шығатын энергия плазманы қыздыру мен ұстауға жұмсалатын энергиядан артық, ең болмағанда оған тең болуы тиіс. (13.3-13.4) формулаларынан өзін-өзі сүйемелдейтін термоядролық реакциялар өту үшін 3 шарт орындалуы керек: плазма қажет температураға дейін қыздырылған болу керек, плазманың тығыздығы жеткілікті жоғары болуы керек және жоғары температура мен тығыздық плазмада жеткілікті уақыт сақталуы тиіс. Көлем бірлігінде бөлшек бар плазманы T температураға дейін қыздыру үшін энергия жұмсау керек, мұнда -Больцман тұрақтысы. Сонда, термоядролық реактор жұмыс істеу үшін

(13.5)

шарты орындалуы керек.

Осыдан, энергияның басқа шығындарын елемеген кезде реактордың орнықты жұмыс істеу шартын

(13.6)

түрінде жазуға болады. Мұндағы функциясы плазмадағы жылу алмасу құбылысына тәуелді. -шамасы ұстау көрсеткіші деп аталады. Реакция жағдайларда ғана өтеді.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: