Міністерство освіти і науки України

Одеська Національна Академія Харчових Технологій

Факультет інформаційних технологій та кібербезпеки

Реферат

На тему:

АТОМНЕ ЯДРО

Студентки 311а групи

              Кадигроб К.А.

                                                                                
                              Викладач

                                                                                
               Роганков В.Б.

Одеса-2016

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………………………………………3

1.  Будова атомного ядра……………………………….………………………………...……….4

     1.1Історія розвитку уявлень про будову атомного ядра…………..………..3

     1.2.Механічні моделі будови атома………………………………………………..……4

     1.3 Відкриття Резерфорда. Ядро атома………………………………………………..5

     1.4. Модель атома Бора…………………………………………………………………………5

     1.5 Розщеплення ядра. Протон……………………………………………………………..5

2. Дефект маси атомного ядра та енергія зв’язку……………………………………..1

3. Термоядерні реакції………………………………………………………………………………3

     3.1 Швидкості термоядерних реакцій…………………………………………………..3

     3.2 Термоядерні реакції у Всесвіті………………………………………………………...3

     3.3 Термоядерні реакції в земних умовах……………………………………………..3

4. Використана література………………………………………………………………………..3

  ВСТУП

Усі тіла навколишньої живої й неживої природи складаються з дрібних частинок — атомів: Першими, хто висловив припущення про це, вважаються давньогрецькі

філософи Левкіпп і Демокріт. Саме вони назвали атомом

дрібну неподільну частинку, що утворює речовину. Вони вважали, що речовини утворюються в результаті зіткнення атомів і появи зв"язків між ними. Ні природу, ні механізм утворення цих зв"язків вони не уточнювали,

зате зробили припущення про форму атомів. Вони вважали, що атоми мають форму правильних багатогранників: куба («атоми землі»), тетраедра («атоми вогню»), октаедра («атоми повітря»), ікосаедра («атоми води»).

Більше двадцяти століть знадобилося вченим для того, щоб експериментально підтвердити атомістичну теорію будови речовини. Остаточно ця ідея утвердилася в науці в другій половині дев"ятнадцятого

століття. До початку двадцятого століття фізики вже мали досить інформації про масу й розміри атома. На той час стало зрозумілим, що атоми не є дрібними частинками в складі речовини. Вони мають певну внутрішню структуру, розгадка якої дозволила б пояснити періодичність властивостей хімічних елементів. Однак тільки експерименти англійського фізика Ернеста Резерфорда стали основою для створення сучасної

протонно-нейтронної моделі атома.

Будова атомного ядра

1.1. Історія розвитку уявлень про будову атомного ядра

Усі тіла навколишньої живої й неживої природи складаються з дрібних частинок — атомів: Першими, хто висловив припущення про це, вважаються давньогрецькі філософи Левкіпп і Демокріт. Саме вони назвали атомом дрібну неподільну частинку, що утворює речовину. Вони вважали, що речовини утворюються в результаті зіткнення атомів і появи зв"язків між ними. Ні природу, ні механізм утворення цих зв"язків вони не уточнювали, зате зробили припущення про форму атомів. Вони вважали, що атоми мають форму правильних багатогранників: куба («атоми землі»), тетраедра («атоми вогню»), октаедра («атоми повітря»), ікосаедра («атоми води»).

Більше двадцяти століть знадобилося вченим для того, щоб експериментально підтвердити атомістичну теорію будови речовини. Остаточно ця ідея утвердилася в науці в другій половині дев"ятнадцятого століття. До початку двадцятого століття фізики вже мали досить інформації про масу й розміри атома. На той час стало зрозумілим, що атоми не є дрібними частинками в складі речовини. Вони мають певну внутрішню структуру, розгадка якої дозволила б пояснити періодичність властивостей хімічних елементів. Однак тільки експерименти англійського фізика Ернеста Резерфорда стали основою для створення сучасної протонно-нейтронної моделі атома.

1.2. Механічні моделі будови атома

Вивчення атомного ядра невіддільне від вивчення елементарних частинок. Справа в тому, що в ядрах атомів частинок настільки мало, що властивості кожної з них не усереднюються, а відіграють важливу роль у формуванні властивостей ядра. Тому після відкриття електрона в науці виникла безліч теорій про будову атома.

Японський фізик Хантаро Нагаока представив будову атома аналогічною до будови Сонячної системи: у центрі атома розташовується його позитивно заряджена частинка (вона порівнювалася із Сонцем), навколо якої по встановлених кільцеподібних орбітах, ніби планети, рухаються електрони. Зміщення електронів зі своїх орбіт призводить до збудження електромагнітних хвиль.

Цей погляд на будову атома зберігався до початку двадцятого століття. Але таку модель було важко поєднати з електродинамічними уявленнями, і вона була відкинута, поступившись місцем моделі Томсона.

Англійський фізик Джозеф Джон Томсон запропонував модель атома у вигляді позитивно зарядженої по всьому об"єму сфери діаметром 10~10 м, усередину якої, ніби родзинки в пудинг, вкраплені електрони. Позитивний заряд сфери компенсується сумарним негативним зарядом електронів.

Випромінювання світла відбувається в результаті коливання атомів відносно центру сфери.

Томсон розташував електрон в атомі Гідрогену в центрі позитивно зарядженої сфери. У багатоелектронних атомах електрони формували в стійкі конфігурації, параметри яких можна було розрахувати. Томсон вважав, що саме конфігурація електронів визначає хімічні властивості атомів. Пізніше ідея Томсона розділити електрони в атомі на групи призвела до появи теорії атомних орбіталей. Однак пізніші відкриття змусили відмовитися від теорії Томсона на користь планетарної моделі атома.

1.3. Відкриття Резерфорда. Ядро атома

У моделі Томсона маса атома рівномірно розподілена у його об"ємі. Резерфорд довів, що це припущення неправильне. У результаті дослідів із розсіювання о.-частинок металевою фольгою він встановив, що в рідкісних випадках (1 з 10 000) α-частинка відхиляється на кут, більший за 90°, тоді як більшість а-частинок вільно проходила крізь тонку фольгу, відхиляючись на дуже незначний кут.

Резерфорд писав: «Це було майже так само неймовірно, як немовби ви вистрілили 15-дюймовим снарядом в аркуш цигаркового паперу, а снаряд повернувся б назад і влучив у вас».

Це дозволило Резерфордові припустити, що в атомі існує позитивно заряджене ядро малого розміру, яке зосередило в собі майже всю масу атома. Досліди Резерфорда довели, що ядра атомів мають велику міцність, тому що не руйнуються навіть при зіткненнях із масивними а-частинками, які вдаряють об них із великою силою.

На підставі своїх досліджень Резерфорд модифікував планетарну модель атома. Відповідно до його теорії, атом складається з позитивно зарядженого масивного

ядра та електронів, що рухаються навколо нього, утворюючи електронну оболонку атома. Ядро має дуже маленький розмір (приблизно 10-15м), однак у ньому зосереджено 99,9 % усієї маси атома. Заряд ядра за величиною дорівнює сумі зарядів електронів атома.

Визначення заряду ядра озброїло вчених однією з найважливіших характеристик атома. У 1913 році було доведено, що заряд ядра збігається з порядковим номером елемента в періодичній системі Д. І. Менделєєва. Нільс Бор писав: «Із самого початку було зрозумілим, що завдяки великій масі ядра і його малій довжині в просторі у порівнянні з розмірами всього атома будова електронної системи повинна залежати майже цілком від повного електричного заряду ядра. Такі міркування відразу наводили на думку про те, що вся сукупність фізичних і хімічних властивостей кожного елемента може визначатися одним цілим числом.».

Експерименти Резерфорда стали підґрунтям для створення сучасної протонно-нейтронної моделі атома. Відповідно до неї, у центрі атома знаходиться ядро, решту об"єму атома займають електрони. Ядро складається з позитивно заряджених протонів і нейтронів, які не мають заряду. Різні електрони притягаються до ядра з різною силою, тому деякі з них можуть «відриватися», перетворюючи атом на позитивно заряджений іон (катіон). Якщо ж атом приєднує електрони, то він перетворюється на негативно заряджений іон (аніон).

1.4. Модель атома Бора

Перейнявшись ідеями Резерфорда, Бор на основі планетарної моделі розвиває теорію будови атома, яка згодом була названа моделлю Резерфорда — Бора.

Справа в тому, що класична модель Резерфорда не могла пояснити деякі явища в атомі. Так, залишалася незрозумілою стійкість атома. Теоретично, рухаючи по своїх орбітах із великим прискоренням, електрон повинен випромінювати електромагнітні хвилі, що супроводжується втратою енергії. Втрачаючи енергію, електрон повинен наближатися до ядра і дуже скоро упасти на нього. Крім того, не вдавалося пояснити походження спектрів атомів, що складаються з певних ліній. Якщо характер руху електрона пояснювати законами електродинаміки, то спектр атома повинен бути суцільний, тоді як експериментально були отримані лінійчаті спектри. Лінії у них групуються в серії і згущаються в короткохвильовій частині спектра. Передбачалося, що частоти ліній відповідних серій підкоряються певним математичним законам.

«Основним результатом ретельного аналізу видимої серії лінійчатих спектрів і їхніх відношень, — писав Бор, — було встановлення того факту, що частота v кожної лінії спектра цього елемента може бути представлена з незвичайною точністю формулою v = Тr — Тrr, де Тr і Тrr — якісь два члени з безлічі спектральних елементів T, що характеризують елемент».

Бору вдалося знайти пояснення цього основного закону спектроскопії. Але для цього йому довелося ввести поняття стаціонарних орбіт або станів атомів, у яких електрон рухається по орбіті, не випромінюючи при цьому енергії.

Ця ідея зараз широко відома під назвою першого постулату Бора. Він суперечить і класичній механіці, і електродинаміці Максвелла. По-перше, він чітко визначає енергію електронів у кожному стаціонарному стані, а по-друге, допускає можливість прискореного руху без випромінювання електромагнітних хвиль.

Другий постулат Бора .також суперечить електродинаміці Максвелла, пов"язуючи частоту випромінювання винятково зі зміною енергії атома, а не з частотою обертання електрона по орбіті. Однак ці постулати підтверджуються квантово-механічними розрахунками. Тому на сьогоднішній день модель атома Бора t головною відправною точкою для розробки єдиної послідовної теорії атомного ядра.

1.5. Розщеплення ядра. Протон

У 1919 році Резерфорд зробив чергове сенсаційне відкриття. Йому вдалося розщепити ядро.

Вивчаючи зіткнення а-частинок із легкими атомами, Резерфорд встановив, що при ударі а-частинки об ядро Гідрогену воно збільшує свою швидкість у 1,6 разу й відбирає 64 % енергії а-частинки. У результаті зіткнень атомів Нітрогену з а-частинками виходять частинки з максимальним пробігом, що відповідає пробігу атомів Гідрогену.

«З отриманих досі результатів, — писав Резерфорд, — важко уникнути висновку, що атоми з великим пробігом, які виникають при зіткненні а-частинок з Нітрогеном, є не атомами Нітрогену, але, цілком ймовірно, атомами Гідрогену або атомами з масою 2. Якщо це так, то ми повинні визнати, що атом Нітрогену розпадається унаслідок величезних сил, які розвиваються при зіткненні зі швидкою α-частинкою, і що атом Гідрогену, який звільняється, утворює складову частину атома».

Так була уперше висловлена думка про те, що ядра Гідрогену є основною частиною ядер атомів. Пізніше для позначення ядер Гідрогену був запропонований термін «протон».

Великим кроком до встановлення будови атома стала гіпотеза М. Склодовської-Кюрі про те, що до складу ядра входять електрони. Спираючись на неї, Резерфорд припустив, що в природі існують ядра з масою одного, двох і трьох ядер Гідрогену, але з нульовим зарядом.

Резерфорд писав, що йому «здається досить правдоподібним, що один електрон може зв"язати два Н-ядра і, можливо, навіть і одне Н-ядро. Якщо справедливим є перше припущення, то воно вказує на можливість існування атома з масою близько 2 і з одним зарядом. Таку речовину потрібно розглядати як ізотоп Гідрогену. Друге припущення містить у собі думка про можливості існування атома з масою 1 і нуклеарним зарядом, що дорівнює нулю. Подібні утворення видаються цілком можливими». Так була висловлена гіпотеза про існування нейтрона і важкого ізотопу Гідрогену.

         Дефект маси атомного ядра та енергія зв’язку

Енергія зв"язку ядра — це енергія, яка потрібна, щоб розщепити ядро на окремі нуклони, або це енергія, яка виділиться при утворенні ядра з вільних нуклонів.

Енергія ядра:

Енергія зв’язку ядра визначається за дефектом маси ядра:

Дефект маси ядра дорівнює різниці між сумою мас спокою нуклонів у вільному стані й масою спокою ядра:

Енергія зв’язку ядра вимірюється в МеВ:

Наприклад, енергія зв’язку ядра ⁴₂Не дорівнює 28 МеВ.

Дефе́кт ма́си — різниця між масою спокою атомного ядра даного ізотопу, вираженої в атомних одиницях маси, і сумою мас спокою складових його нуклонів (масовим числом). Позначається .

Згідно із формулою Ейнштейна дефект маси і енергія зв"язку нуклонів в ядрі еквівалентні:

де с — швидкість світла у вакуумі.

Дефект маси характеризує стійкість ядра.

Дефект маси, віднесений до одного нуклона, називається пакувальним множником.

Дефект маси виникає внаслідок притягання між нуклонами у ядрі завдяки сильній взаємодії. Він найбільший для ядер у середині періодичної таблиці (як видно з наведеного рисунка) та зменшується при збільшенні атомного номера елемента. Завдяки цьому поділу важких елементів, наприклад, урануабо плутонію, вивільняється енергія. З другого боку, як видно з рисунка, енергію можна отримати також при утворенні ядра гелію з ядер водню. Такий процес називається ядерним синтезом. Він є джерелом енергії зірок.

Абсолютне значення потенціальної енергії нуклона в незбудженому ядрі (глибина потенціальної ями для нуклона в ядрі) більше від істинної енергії зв’язку нуклона на значення його кінетичної енергії. Те саме можна сказати і про середні значення. Якщо зі збудженого ядра вилітає нуклон, то енергія збудження зменшується на значення надлишкової кінетичної енергії, яку дістав нуклон у момент перед вильотом із ядра. Частина цієї надлишкової кінетичної енергії витрачається на подолання зв’язку певного нуклона з ядром, а друга — зберігається як енергія руху нуклона поза ядром. Отже, при викиданні нуклона енергія збудження зменшується на значення суми кінетичної енергії нуклона поза ядром і його енергії зв’язку з ядром. Теоретичний аналіз експериментальних даних про ядра показав, що істинні енергії зв’язку нуклонів у будь-якому (не дуже легкому) ядрі мало відрізняються від середньої енергії зв’язку нуклонів у тому самому ядрі. В цьому квантова структура ядер протилежна квантовій структурі електронних оболонок атомів. Енергія зв’язку для периферійних електронів у атомах вимірюється кількома електрон-вольтами, а для електронів, розміщених ближче до ядра, сотнями і тисячами електрон-вольтами. У найважчих атомах зв’язок електронів K-шару з ядром перевищує 100 000 еВ. Зрозуміло, що при цьому обчислення середньої енергії зв’язку електронів у атомі безпідставне.

Якщо одному з внутрішньоядерних нуклонів надано надлишкову енергію, то ця енергія збудження внаслідок сильної взаємодії нуклонів ядра відразу розподілиться між усіма нуклонами (або між більшістю нуклонів ядра). Навпаки, енергії збудження (або навіть енергії відриву зовнішнього електрона атома) зовсім не досить для збудження електронів більш глибоких шарів.

Середня енергія зв’язку нуклонів має важливе значення у ядерних розрахунках. Вона визначається складом ядра і для всіх відомих (не дуже легких) ядер змінюється мало, приблизно від 7 до 8,6 МеВ/нуклон. Це в багатьох випадках дає змогу, екстраполюючи властивості вивчених ядер, передбачити властивості невивчених або зовсім нестабільних ядер.

Отже, дефект маси — це зменшення маси, спричинене виділенням енергії (а з нею і маси) при об’єднанні нуклонів у ядро. В ядрах з малою кількістю нуклонів дефект маси відносно невеликий, зі збільшенням кількості частинок у ядрі зростає і дефект маси. Відношення дефекту маси до масового числа називають пакувальним коефіцієнтом:

Термоядерні реакції

Термоядерні реакції,ядерні реакції між легкими атомними ядрами, що протікають при дуже високих температурах (порядку 10 ⁷ До і вище). Високі температури, тобто чималі відносні енергії ядер, що стикаються, необхідні для подолання електростатичного бар"єру, обумовленого взаємним відштовхуванням ядер (як однойменно заряджених часток). Без цього неможливе зближення ядер на відстань порядку радіусу дії ядерних сил, а отже, і «перебудова» ядер, р., що відбувається при Т., Тому Т. р. в природних умовах протікають лише в надрах зірок, а для їх здійснення на Землі необхідно сильно розігріти речовину ядерним вибухом, потужним газовим розрядом, гігантським імпульсом лазерного випромінювання або бомбардуванням інтенсивним пучком часток.

3.1 Швидкості термоядерних реакцій

В таблиці. 1 для ряду Т. р. приведені значення енерговиділення, основної величини, що характеризує вірогідність Т. р., — її максимального ефективного поперечного переріза (s _макс , і відповідній енергії налітаючої (у формулі реакції — першою зліва) частки.

  Головна причина дуже великого розкиду перетинів Т. р. — різка відмінність вірогідності власне ядерних («послебарьерних») перетворень. Так, для більшості реакцій, що супроводяться освітою найбільш сильно зв"язаного ядра⁴ He, перетин великий, тоді як для реакцій, обумовлених слабкою взаємодією (наприклад, р + р ®  D + е ⁺ + n), воно вельми мале.

  Т. р. відбуваються в результаті парних зіткнень між ядрами, тому число їх в одиниці об"єму в одиницю часу рівне n ₁ n ₂ <vs(v) >, де n ₁ , n ₂ — концентрації ядер 1-го і 2-го сортів (якщо ядра одного сорту, то n ₁ n ₂ слід замінити на n ² ), v —відносна швидкість ядер, що стикаються, кутові дужки означають усереднювання за швидкостями ядер v [розподіл яких надалі приймається максвелловським.

  Температурна залежність швидкості Т. р. визначається множником < vs(v) >. В практично важливому випадку «не дуже високих» температур T < (10 ⁷ ¸10 ⁸ ) До вона може бути приблизно виражена у вигляді, однаковому для всіх Т. р. В цьому випадку відносні енергії Е ядер, що стикаються, як правило, значно нижче за висоту кулонівського бар"єру (остання навіть для комбінації ядер з найменшим зарядом z = 1 складає ~ 200 Кев, що відповідає, по співвідношенню E = kt, T ~ 2×10 ⁹ K) і, отже, вигляд s(v) визначається в основному вірогідністю «тунельного» проходження крізь бар"єр, а не власне ядерною взаємодією, що у ряді випадків обумовлює «резонансний» характер залежності s(v) (саме такий залежність виявляється в найбільших із значень s _макс в таблиці 1). Результат має вигляд

< vs(v) > = const×Т ^-2/3 ехр}

,де const — постійна, характерна для даної реакції, Z ₁ , Z ₂ — заряди ядер, що стикаються,  — їх приведена маса, е —заряд електрона,  — Планка постійна, до — Больцмана постійна.

 

Таблиця 1

p — протон, D — дейтрон (ядро дейтерію ² H), Т — тритон (ядро тритію ³ H) , n — нейтрон, е+ — позитрон, v — нейтрино, g — фотон.

3.2  Термоядерні реакції у Всесвіті

 Т. р. у Всесвіті грають двояку роль — як основне джерело енергії зірок і як механізм нуклеогенеза. Для нормальних гомогенних зірок, у тому числі Сонця, головним процесом екзоенергетичного ядерного синтезу є згорання Н в Не, точніше, перетворення 4 протонів на ядро ⁴ He і 2 позитрони. Цей результат можна отримати двома шляхами (Х. Беті і ін., 1938—39): 1) у протон — протонному (рр) ланцюжку, або водневому циклі; 2) у вуглецево-азотному (CN), або вуглецевому, циклі (таблиці 2 і 3).

  Перші 3 реакції входять в повний цикл двічі. Часи реакцій розраховані для умов в центрі Сонця: Т = 13 млн До (за іншими даними — 16 млн До), щільність Н — 100 г /см ³ . В дужках вказана частина енерговиділення, що безповоротно вирушає з n.  В cn-циклі ядро ¹² З грає роль каталізатора. Для Сонця і менш яскравих зірок в повному енерговиділенні переважає рр-цикл, а для яскравіших зірок — cn-цикл.

Таблиця. 2. — Водневий цикл

  Водневий цикл розгалужується на 3 варіанти. При чималих концентраціях ⁴ He і T > (10 ¸ 15) млн До, в повному енерговиділенні починає переважати ін. гілка рр-циклу, що відрізняється від приведеної в таблиці 2 заміною реакції ³ He +³ He на ланцюжок:

³ He + ⁴ He ® ⁷ Ве + g, ⁷ Ве + e ^– ® ⁷ Li + g,

p + ⁷ Li ® 2 ⁴ He,

а при ще вищих Т — третя гілка:

³ He + ⁴ He ® ⁷ Ве + g, р + ⁷ Ве ® ⁸ В + g,

⁸ B ® ⁸ Ве + e ⁺ + n, ⁸ Ве ® 2 ⁴ He.

  Для зірок-гігантів з щільними вигорілими (за змістом Н) ядрами істотні гелієвий і неоновий цикли Т. р.; вони протікають при значно вищих температурах і щільності, чим рр- і cn-циклі. Основною реакцією гелієвого циклу, що йде, починаючи з T» 200 млн До, є так званий процес Солпітера: 3 ⁴ He ® ¹² C + g ₁ + g ₂ + 7,3 Мев (процес не строго потрійний, а двоступінчатий, такий, що йде через проміжне ядро ⁸ Ве). Далі можуть слідувати реакції ¹² C + ⁴ Не ® ¹⁶ O + g, ¹⁶ O + ⁴ He ® ²⁰ Ne + g ; в цьому полягає один з механізмів нуклеогенеза. Можливість процесу Солпітера, а тим самим і нуклеогенеза більшості елементів (передумова виникнення всіх форм життя!) пов"язана з такою випадковою обставиною, як велика «гострота» резонансу в ядерній реакції 3 ⁴ Не ® ¹² З, забезпечувана наявністю відповідного дискретного рівня енергії в ядра ⁸ Ве.

  Якщо продукти реакцій гелієвого циклу вступлять в контакт з Н, то здійснюється неоновий (Ne—na) цикл, в якому ядро ²⁰Ne грає роль каталізатора для процесу згорання Н в Не. Послідовність реакцій тут сповна аналогічна cn-циклу (таблиця. 3), лише ядра ¹² C, ¹³ N, ¹³ C, ¹⁴ N ¹⁵ O, ¹⁵ N замінюються відповідно ядрамі ²⁰ Ne, ²¹ Na, ²¹ Ne, ²² Na, ²³ Na, ²³ Mg.

Таблиця. 3. — Вуглецевий цикл

  Потужність цього циклу як джерела енергії невелика. Проте він, мабуть, має велике значення для нуклеогенеза, оскільки одне з проміжних ядер циклу ( ²¹ Ne) може служити джерелом нейтронів: ²¹ Ne + ⁴ He ® ²⁴ Mg + n (аналогічну роль може грати і ядро З, що бере участь в cn-циклі). Подальший «ланцюговий» захват нейтронів, що чергується з процесами b^{, -} -распада, є механізмом синтезу усе більш важких ядер.

  Середня інтенсивність енерговиділення e в типових зоряних Т. р. по земних масштабах нікчемна. Так, для Сонця (в середньому на 1 г сонячної маси) . Це значно менше, наприклад, швидкості енерговиділення в живому організмі в процесі обміну речовин. Проте унаслідок величезної маси Сонця (2×10 ³³ г ) повна випромінювана ним потужність (4×10 ²⁶ Вт ) надзвичайно велика (вона відповідає щосекундному зменшенню маси Сонця на ~ 4 млн. т ) і навіть нікчемної її долі вистачає, щоб робити вирішальний вплив на енергетичний баланс земної поверхні, життя і т. д.

  Із-за колосальних розмірів і мас Сонця і зірок в них ідеально вирішується проблема утримання (в даному випадку — гравітаційного) і термоізоляції плазми: Т. р. протікають в гарячому ядрі зірки, а тепловіддача відбувається з видаленою і набагато холоднішою поверхні. Лише тому зірки можуть ефективно генерувати енергію в таких повільних процесах, як рр- і cn-циклі (таблиця. 2 і 3). У земних умовах ці процеси практично неосуществіми; наприклад фундаментальна реакція   р + p ® D + е ⁺ + n безпосередньо взагалі не спостерігалася.

3.3 Термоядерні реакції в земних умовах

 Т. р. в земних умовах.На Землі має сенс використовувати лише найбільш ефективні з Т. р., зв"язані за участю ізотопів водню D і Т. Подобниє Т. р. в порівняно крупних масштабах здійснені доки лише у випробувальних вибухах термоядерних, або водневих бомб. Енергія, що вивільняється при вибуху такої бомби (10 ²³ — 10 ²⁴ ерг ) ,перевищує тижневе вироблення електроенергії на всій земній кулі і порівнянна з енергією землетрусів і ураганів. Вірогідна схема реакцій в термоядерній бомбі включає Т. р. 12, 7, 4 і 5 (таблиця. 1). У зв"язку з термоядерними вибухами обговорювалися і ін. Т. р., наприклад 16,14, 3.

  Шляхом використання Т. р. в мирних цілях може з"явитися керований термоядерний синтез (УТС), з яким зв"язують надії на вирішення енергетичних проблем людства, оскільки дейтерій, що міститься у воді океанів, є практично невичерпним джерелом дешевого пального для керованих Т. р. Найбільший прогрес в дослідженнях по УТС досягнутий в рамках радянської програми «Токамак». Аналогічні програми до середини 70-х рр. 20 ст стали енергійно розвиватися і у ряді ін. країн. Для УТС найбільш важливі Т. р. 7,5 і 4 [а також 12 для регенерації дорогого Т]. Незалежно від енергетичних цілей термоядерний реактор може бути використаний як потужне джерело швидких нейтронів. Проте значну увагу привернули до себе і «чисті» Т. р., такі, що не дають нейтронів, наприклад 10, 20 (таблиця. 1).

Використана література

1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики. Т.1. Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка. –К, 1999.–532 с.

2. Матвеєв О.М. Механіка і теорія відносності. –К., 1993.–288 с.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики: В 6 т. Т.1. Механика.–М., 1989.–520 с.

4. Іванків Л.І., Палюх Б.М. Механіка.– К., 1995.– 227 с.

5. Хайкін С.Е. Фізичні основи механіки.– К., 1966.– 743 с.

6. Кушнір Р. Курс фізики. Ч.1: Механіка. –Львів, 2000.– 196 с.

7. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т.1. Механика. Молекулярная физика.– М., 1987.– 416 с.

8. Иродов Н.Е. Основные законы механики.– М., 1985.– 248 с.

9.Арцимовіч Л. А., Керовані термоядерні реакції, 2 видавництва, М., 1963; 10.Франк-Каменецкий Д. А., Фізичні процеси усередині зірок, М., 1959;

11.Термоядерні реакції, в кн.: Проблеми сучасної фізики, М., 1954, ст 1;

12.Fowler W. A., Caughlan G. R., Zimmerman Ст A., «Annual Review of Astronomy and Astrophysics», 1967, v. 5, р. 525.

13.Григор"єв В.І., Мякишев Г.Я. Сили у природі.
// М., Наука, 1983 р.

14.Кудрявцев П.С. Курс історії фізики.
// М., Просвітництво, 1982 р.

15. Яворський Б.М., Детлаф А.А. Довідник із фізики.
// М., Наука, 1990 р.