Термоядерная реакция

Слышим мы природы голос,
Порывающийся крикнуть –
Как и с кем она боролась,
Чтоб из «Хаоса» возникнуть...
И твердит Природы голос:
«В вашей власти, в вашей власти, -
Чтобы все не раскололось
На бессмысленные части!
Л.Н.Мартынов

Середина 20 века определяется быстрым развитием науки: фантастическим ускорением и внедрением научных достижений в производство и в нашу жизнь.
В 1939 г Отто Ган и Фриц Штрассман открыли деление ядер урана нейтронами.
Ядерная реакция
сопровождается выделением
большого коли-
чества энергии, так необходимой
ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ

Таким образом, Физика дала в руки человека мощные источники энергии, чем резко увеличила власть человека над Природой...
Это заставляет нас задуматься, что же даст нам наука завтра?..
Основная цель прогрессивной науки – облегчить все тяготы существования человека на Земле.
Сделать человечество более счастливым – ни одного, ни двух, а именно ЧЕЛОВЕЧЕСТВО. И это очень важно, потому что, как известно, наука может выступить и против человека. Атомный взрыв в японских городах – Хиросима и Нагасаки трагический тому пример.

Август 1945 год. Вторая мировая война идет к своему завершению... Германия капитулировала, Япония прекратила развертывание военных операций на Востоке.
Но 6 августа 1945 года мир
содрогнулся от страшной
вести: в 1 час 45 минут американский бомбардировщик под командованием Пола Тиббетса сбросил атомную бомбу на японский город Хиросиму...

Атомный взрыв превратил в пыль японский город..., при этом сразу погибло до 80 тысяч человек. Еще больше людей погибло от радиоактивного заражения. За 5 лет общее количество погибших достигло 200 000 человек.

В 2:47 9 августа 1945 г. американский бомбардировщик B-29 под командованием майора Чарльза Суини, нёсший на борту атомную бомбу, взлетел с острова Тиниан. В 10:56 В-29 прибыл к Нагасаки. Взрыв произошёл в 11:02 местного времени.
Количество погибших составило от 60 до 80 тысяч человек. Через пять лет общее количество погибших превысило 140 000 человек.
Такова история печальная и предостерегающая.

«Открытие управляемых ядерных реакций – это великое благо или самое большое зло в истории человечества?..»
Предысторию создания атомной бомбы мы уже знаем – это открытия немецких ученых-физиков: Отто Гана и Фрица Штрассмана
процесса деления ядер урана и цепная
реакция.
Продолжаем наш урок с повторения – как происходит: цепная реакция деления тяжелых атомных ядер химического элемента - урана (U).

Что произойдет, если в ядро атома урана направить нейтрон – частицу, легко проникающую в любое ядро, потому что она маленькая и не имеет заряда?

Вопросы:
Почему реакция деления ядер урана, вызванных частицей называется цепной?
что такое – критическая масса урана?
чему равна критическая масса урана?
Назовите объем критической массы урана?
Можно ли уменьшить критическую массу урана в ядерной реакции замедлителями и отражающей оболочкой?
Какое вещество является замедлителем?
Из какого вещества выполнена отражающая оболочка?
Задание: найти - какие вещества являются продуктом ядерной реакции урана при поглощении медленного нейтрона.

Протекание цепной реакции определяется:
массой урана; количеством примесей в уране;
наличием отражающей оболочки;
присутствием замедлителей нейтронов;
Критическая масса урана равна 50 кг;
замедлители нейтронов – графит, вода;
специальная оболочка из бериллия отражает нейтроны, позволяет снизить критическую массу урана до 250 грамм.

Термоядерная реакция
Реакция слияния легких ядер (таких, как водород (Н), гелий (Не) и др), происходящая при температурах порядка от десятых до сотен миллионов градусов.

Впервые реакция была реализована в термоядерной бомбе и носила неуправляемый характер

Благодаря термоядерным реакциям, протекающих в недрах Солнца, выделяется энергия, дающая жизнь обитателям Земли.
Солнце излучает в пространство свет и тепло почти 4,6 миллиардов лет. Ученых мира интересовал вопрос о том, что является основным «топливом», за счет которого на Солнце вырабатывается огромное количество энергии.
Существовало немало гипотез о солнечном топливе. На этот вопрос гениально ответил в 1939 году американский ученый Ханс Бете. Он основным топливом назвал водород, предложил водородный цикл, объясняющий неиссякаемую энергию нашей звезды – Солнца.

Энергия Солнца – это энергия
термоядерных реакций
Ханс Бете
(1906 – 2005)
Нобелевская премия
Водородный цикл – цепочка из трех термоядерных реакций, приводящих к образованию гелия из водорода:

Чтобы энергию использовать в мирных целях, необходимо научиться управлять термоядерной реакцией.
Т
Тороидальная камера магнитной катушки
ТОКАМАК

Сравнение термоядерной энергии и энергии, выделяющейся при реакции горения
Синтез ( получение)
4 г гелия
Сгорание
2 вагонов каменного угля

По принципу работы термоядерная электростанция похожа на обычные тепловые электростанции и отличается от них лишь конструкцией «печи» и типом топлива
Термоядерная электростанция

Природа на Земле распорядилась так, что возник человек разумный. Только хватило бы человеку разума, чтобы все свои творения пустить во благо, а не во вред человечеству.
По этому поводу очень хорошо сказал российский физик и общественный деятель САХАРОВ Андрей Дмитриевич
Да, пора эйфории безвозвратно ушла.
На науке лежит преступленье,
Но к ученым, повинным в создании зла,
Постепенно приходит прозренье.